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我所“鲲鹏杰出学者”袁东亮团队在印太洋际交换研究领域取得突破性进展

时间:2021.04.28 来源:物理海洋室 字号

印尼贯穿流(Indonesian Throughflow, ITF)为连接热带太平洋和印度洋的唯一海洋通道,是全球海洋热盐环流传送带的关键环节。其从太平洋向印度洋的大量水体输运调节着两个大洋的温度和盐度分配,进而影响着全球大洋环流结构及长期气候变化。因此,印尼贯穿流对太平洋、印度洋环流以及全球气候系统都有重要的影响。

望加锡海峡(Makassar Strait)是印尼贯穿流的主要输运通道,由于海流主要集中在上层,过去对于次温跃层环流一直缺乏关注。通过13年(2004-2011;2013-2017)望加锡海峡潜标流速观测数据,发现在2015/2016极端厄尔尼诺事件后的2016年夏季,望加锡海峡300-760米水深的次温跃层流量异常增大,发生了达到普通年份3倍流量的年际变化。袁东亮团队围绕这一现象开展了攻关研究。首先,基于走航CTD断面数据和西太ARGO剖面观测资料,分析显示望加锡海峡次温跃层水团为南北太平洋混合水;其次,利用中-印尼联合航次布放在马鲁古海峡以及基金委西太平洋开放航次布放在西太平洋(130?E, 5?N)的潜标ADCP测流数据,首次揭示了望加锡海峡次温跃层流量2016年夏季的异常增强,是由于北赤道次表层流(NESC)的异常增强并入侵苏拉威西海引起的。

NESC 位于太平洋北赤道逆流之下向西流动,是目前已知的全球大洋中流路最长、流量最强的赤道外大洋次表层潜流,2014年由袁东亮教授发现并命名(Yuan et al. 2014)。其生成机制是海洋对风旋度强迫的低阶斜压模态响应的叠加,在夏季自东向西流动的过程中混合了热带南北太平洋的中层水团(X. Li et al. 2020)。2015/2016年极端厄尔尼诺事件中赤道中太平洋风场异常,激发斜压Rossby波垂直传播到达西太平洋(Yang et al. 2020), 从而引起了2016年夏季NESC的异常增强。

图1.次温跃层NESC入侵望加锡海峡示意图。其中浅红色箭头表示表层环流,蓝色虚线箭头表示次温跃层环流。高盐度的南太平洋海水通过经过混合(红色曲线箭头)汇入NESC。

该研究提出了北赤道次表层流入侵望加锡海峡的路径,是一条热带太平洋南北混合水团通过次温跃层进入印尼贯穿流的新路径 (图1)。该路径是中、东赤道太平洋次温跃层水团进入印尼海以及印度洋的唯一通道。以上结果为太平洋-印度洋次温跃层环流的联系提供了科学依据,是对赤道环流和全球海洋大输送带理论的重要补充。

研究成果于2021年4月在地学一区期刊Geophysical Research Letters发表,题目为“A strong sub‐thermocline intrusion of the North Equatorial Subsurface Current into the Makassar Strait in 2016‐2017”。该论文由自然资源部第一海洋研究所“鲲鹏杰出学者”袁东亮研究组与中山大学李明婷博士和中科院海洋所杨亚博士等合作完成。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学重点基金和国际合作重点基金、中科院先导专项B以及南方海洋实验室创新团队建设经费等项目的联合支撑。

原文链接:https://doi.org/10.1029/2021GL092505

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