海洋所在棉蘭老流多尺度變異研究方面取得系列成果

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時間:2019-09-12  來源:海洋環流與波動重點實驗室文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,《地球物理學研究通訊》(Geophysical Research Letters發表了海洋所王凡研究組在棉蘭老流(Mindanao CurrentMC)多年代際長期變異的研究成果,這是該研究組繼棉蘭老流年代際和季節變異等一系列研究發現之後的新進展。 

  棉蘭老流是東北信風驅動的北赤道流(North Equatorial CurrentNEC)在菲律賓沿岸分叉形成的南向分支,是印尼貫穿流和北赤道逆流的主要水源,在西太平洋暖池熱收支和印度洋-太平洋海盆水質量分配中起著重要作用。作爲北太平洋淺層經向翻轉流的西邊界通道,棉蘭老流能傳送副熱帶變異信號進入赤道太平洋,在調制太平洋年代際氣候變異方面扮演著重要角色。上世紀80年代起,胡敦欣院士等就開始了對棉蘭老流和棉蘭老潛流的研究。近期的觀測表明,棉蘭老流呈現多個時間尺度變異,相對于季節和年際變異,學界對棉蘭老流年代際、多年代際變異的研究極少,是大洋環流和氣候變化研究中的空白領域。 

   

利用多種資料計算的棉蘭老流、北赤道流、北赤道流分叉點和東北信風的多年代際趨勢(Duan et al., 2019a 

  聚焦棉蘭老流多年代際變異,王凡研究團隊通過對多種海洋模式和同化資料的聯合分析,首次定量給出了棉蘭老流輸運在過去60年的變化趨勢,並探討了其調控機理。研究發現,1961年以來,棉蘭老流呈現出非常微弱的減弱趨勢(-0.3 Sv1Sv=106 m3/s)。這一趨勢在多種數據的對比中並不顯著,這主要是由不同風場數據在東北信風強度變化方面存在較大差異引起。本研究發現,在風場變化的背景下北赤道流分叉點的南北移動總是可以削弱棉蘭老流的變化趨勢。研究還進一步指出棉蘭老流對信風趨勢的響應存在非對稱性,對西風趨勢的響應更強,這主要是由西邊界流的非線性引起。 

  在棉蘭老流的年代際變異方面,研究團隊利用高分辨率再分析、模式模擬資料和數值試驗,揭示了棉蘭老流具有振幅~2.0 Sv強年代際變異指出了其與北赤道流輸運變異的密切關系,強調了熱帶西太平洋赤道外風場變異的主導地位這些研究彌補了學界對棉蘭老流長期變異研究的不足,提出了非線性-過程在棉蘭老流多年代際變異中的作用,對現有的線性動力學機制是一個補充。 

  此外,研究團隊在2010-2014年的菲律賓海潛標觀測中發現棉蘭老流和棉蘭老潛流存在明顯的半年周期變異。通過分析觀測資料和進行高分辨率模式試驗,團隊提出了此半年周期變異可能的物理機制。在該區域的次表層,第二斜壓模態的作用很明顯,其與第一斜壓模態的疊加是半年周期變異産生的主要原因。另外,研究還指出了次表層渦旋與大尺度環流的相互作用也可能對半年變異有一定的貢獻。這些結果加深了對西太平洋環流多尺度變異機理的認識。 

  相關成果及鏈接如下:  

  1.Duan, J., Li, Y.*, Wang, F., & Chen, Z. (2019a). Multidecadal change of the Mindanao Current: Is there a robust trend?. Geophysical Research Letters, 46, 6755–6764.

     https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/2019GL083090 

  2.Duan, J., Li, Y., Wang, F.*, & Chen, Z. (2019b). Decadal Variations of the Mindanao Current during 19602010. Journal of Geophysical Research: Oceans, 124, 2660-2678.

     https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/2019JC014975 

  3.Ren, Q., Li, Y., Wang, F., Song, L., Liu, C., & Zhai, F. (2018). Seasonality of the Mindanao Current/Undercurrent system. Journal of Geophysical Research: Oceans, 123, 1105–1122.

     http://doi.wiley.com/10.1002/2017JC013474  

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