海洋所研究揭示菲律宾以东海域次表层涡动能年际变异规律及机制
时间 : 2022-05-30     

近日,Journal of Geophysical Research: Oceans在线发表了中科院海洋所胡敦欣院士团队最新研究成果,揭示了菲律宾以东海域次表层涡动能的年际变异规律及其控制机制,促进了对热带西太平洋次表层环流多尺度变异规律的认识。  

菲律宾以东海域是次表层中尺度涡旋活跃的海区,拥有热带西太平洋最显著的次表层涡动能信号。这些涡旋在调节西边界流季节内变异以及南半球水团沿西边界向北入侵的过程中发挥着重要作用。然而,次表层涡旋核心大多位于温跃层以下,很难通过海表要素进行观测,因此对次表层涡旋的研究亟需直接的次表层观测资料支持。  

在NPOCE计划支持下,团队在菲律宾以东海域利用“科学”号科考船构建了长期连续潜标观测阵列。基于东经130度断面两套潜标2至4年的ADCP连续观测,结合高分辨率模式数据探究了菲律宾以东次表层涡动能的年际变异规律及其与ENSO的关系。  

研究发现,菲律宾以东海域次表层涡动能具有显著的年际变化特征,并与ENSO事件密切相关,涡动能变化滞后Nino3.4指数14个月。进一步的能量分析表明,背景流的正压和斜压不稳定是涡动能发生年际变化的主要原因,并且正压不稳定起主导作用。在该海域的南部和北部,正压不稳定的变化分别与次表层部分的哈马黑拉涡(HE)和棉兰老潜流(MUC)有关。HE和MUC的变化受到ENSO事件的调控。厄尔尼诺发生时,日界线以西的海域出现的负海面高度异常以 Rossby波形式向西传播,对菲律宾以东的西边界流变化产生迟滞的调控作用,进而通过正压不稳定过程影响次表层涡动能的年际变化。由于低纬度的Rossby波波速较大,菲律宾以东的南部海域正压能量转换率以及次表层涡动能对ENSO的响应更快。  

该研究由第一作者中科院海洋所博士研究生惠玉超、通讯作者张林林研究员、以及王凡研究员、胡敦欣院士等人合作完成,研究得到了国家自然科学基金、中科院战略先导科技专项(B类)、国家重点研发计划等联合资助,海上考察得到基金委共享航次计划项目资助。

  
 图 (a)次表层涡动能(300-700米)的空间分布(b)2016年9月-2019年9月期间的Nino3.4指数(c)2016年9月-2019年9月潜标ADCP在130oE,8.5oN观测的月平均的涡动能时间序列(d)蓝线和红线分别表示区域平均(如a中黑框所示,125o-130oE, 5o-14oN)的次表层涡动能和正压能量转换率的年际变化,填色表示Nino3.4指数(a)和(d)中涡动能的计算基于1995-2017年期间OFES模式数据,对(d)中所有曲线都做了12个月低通滤波  

文章信息:  
Hui Y., L. Zhang*, Z. Wang, F. Wang and D. Hu, 2022. Interannual modulation of subthermocline eddy kinetic energy east of the Philippines, Journal of Geophysical Research: Oceans., 127, e2022JC018452, https://doi.org/10.1029/2022JC018452  

Zhang L.*, Y. Hui, T. Qu, and D. Hu, 2021, Seasonal variability of subthermocline eddy kinetic energy east of the Philippines, J. Phys. Oceanogr., 51, 3, 685-699, https://doi.org/10.1175/JPO-D-20-0101.1 
(本文来源于海洋所官网,“科学”号信息员封婧改编提供)