近日，中科院海洋所王凡團(tuán)隊(duì)在西太平洋赤道中層流年代際變異規(guī)律和機(jī)制研究上取得新進(jìn)展，相關(guān)成果在學(xué)術(shù)期刊Geophysical Research Letters發(fā)表。該成果是團(tuán)隊(duì)繼在赤道中層流季節(jié)內(nèi)、季節(jié)、年際變異研究的基礎(chǔ)上，在更長(zhǎng)時(shí)間尺度變異及與上層海洋聯(lián)系上取得的新突破，確認(rèn)了太平洋年代際振蕩（PDO）這一氣候信號(hào)可以影響到大洋中層。
基于Argo停留深度流速及船載流速剖面儀斷面觀測(cè)，前人已研究發(fā)現(xiàn)中層流結(jié)構(gòu)主要以東西緯向交替變化的射流為主。受制于觀測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)性的限制，海洋學(xué)界對(duì)中層流的變異和與氣候變化的聯(lián)系還存在著較大的認(rèn)知空白。赤道中層環(huán)流及其攜帶的熱量?jī)?chǔ)存了ENSO異常信號(hào)，會(huì)帶來(lái)流經(jīng)區(qū)域熱含量的變化，與全球氣候系統(tǒng)的平衡和演化密切相關(guān)。它對(duì)一千米左右物質(zhì)再分配也發(fā)揮著重要作用，可將西、中太平洋的高溶解氧輸運(yùn)到東太平洋低氧區(qū)，對(duì)生物地球化學(xué)研究亦有重要意義。
赤道中層流東西緯向交替變化的結(jié)構(gòu)特征，引自M nesguen et al. (2019)。本研究關(guān)注位于赤道上400-1000米的EIC及EDJs的一部分
赤道中層流系統(tǒng)會(huì)在滯后厄爾尼諾事件10-12個(gè)月時(shí)出現(xiàn)較強(qiáng)的東向流異常。在此基礎(chǔ)之上，研究團(tuán)隊(duì)利用長(zhǎng)時(shí)序的再分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)該東向流異常在年代際尺度上進(jìn)一步受PDO的調(diào)制。PDO暖位相下厄爾尼諾引起的中層流輸運(yùn)異常最大值是PDO冷位相下量值的2倍，且發(fā)生時(shí)間提前2月。進(jìn)而利用連續(xù)層化模型的系列數(shù)值試驗(yàn)，研究揭示上述PDO的年代際調(diào)制作用主要?dú)w因于PDO引起的赤道中太平洋風(fēng)場(chǎng)變化。相比PDO冷位相，PDO暖位相下厄爾尼諾事件中赤道中太平洋的西風(fēng)異常更強(qiáng)且位置偏東，其激發(fā)的Kelvin波最大振幅更大且位置偏東，Kelvin波在東邊界反射成Rossby波，Rossby波的垂向傳播引起西太平洋中層輸運(yùn)異常的最大值更大且發(fā)生時(shí)間更早。
赤道中層流在滯后厄爾尼諾事件10-12個(gè)月時(shí)緯向流異常以及不同PDO和ENSO位相下的中層流輸運(yùn)差異
赤道區(qū)風(fēng)場(chǎng)異常的分布以及Rossby波在暖PDO- El Nino（WPDO-EN）和冷PDO- El Nino（CPDO-EN）兩個(gè)不同位相下的垂向傳播所引起的中層流輸運(yùn)異常差異
該研究由第一作者中科院海洋所馬強(qiáng)博士、通訊作者汪嘉寧研究員和王凡研究員、以及呂宜龍博士、張志祥博士共同完成。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)等資助。相關(guān)成果及鏈接如下：
[1] Ma, Q., Wang, J.*, Wang, F.*, Lyu, Y., & Zhang, Z. (2022). Interdecadal modulation of ENSO-related anomalous Equatorial Intermediate Currents in the western Pacific by the PDO. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL098409. https://doi.org/10.1029/2022GL098409
[2] Wang, J., Ma, Q., Wang, F.*, & Zhang, D (2021). Linking seasonal-to-interannual variability of intermediate currents in the southwest tropical Pacific to wind forcing and ENSO. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092440. https://doi.org/10.1029/2021GL092440
[3] Ma, Q., Wang, J.*, Wang, F.*, Zhang, D., Zhang, Z., & Lyu, Y. (2020). Interannual variability of lower equatorial intermediate current response to ENSO in the western Pacific. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL089311. https://doi.org/10.1029/2020GL089311
[4] Zhang, Z., Pratt, L., Wang, F., Wang, J.*, & Shuwen, T. (2020). Intermediate intraseasonal variability in the western tropical Pacific ocean: meridional distribution of equatorial Rossby waves influenced by a tilted boundary. Journal of Physical Oceanography, 50(4), 921–933. https://doi.org/10.1175/JPO-D-19-0184.1
