近日,地學(xué)領(lǐng)域期刊《地球物理研究雜志:海洋》(Journal of Geophysical Research: Oceans)發(fā)表了中科院海洋所胡敦欣院士課題組最新研究成果“Currents off the Papua New Guinea coast during and after the El Nino of 2015-2016”,揭示了2015-2016極端El Nino事件期間熱帶太平洋西邊界流-新幾內(nèi)亞沿岸潛流的變化規(guī)律,以及年際信號的空間分布特征及其與上游環(huán)流之間的關(guān)系。
新幾內(nèi)亞沿岸潛流(NGCUC)作為一支重要的太平洋西邊界流攜帶著源于南太平洋的高鹽水團和年際信號穿過所羅門海的復(fù)雜地形,通過不同的海峽進入赤道太平洋,對ENSO期間南北半球間的水團分配和暖池的調(diào)制具有重要意義。以往的觀測和數(shù)值模擬均指出進入所羅門海的流量和通過Vitiaz Strait、Solomon Strait流向赤道太平洋的流量存在顯著的ENSO信號,但該信號受所羅門海復(fù)雜海峽通道的影響以及沿西邊界流上下游的空間演變規(guī)律及其機制尚待進一步探究。
近年來,海洋所通過NPOCE國際計劃與巴布亞新幾內(nèi)亞大學(xué)建立了密切的合作關(guān)系,在新幾內(nèi)亞沿岸流域建立了長期連續(xù)潛標(biāo)觀測陣列?;谟^測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬,該研究發(fā)現(xiàn)所羅門海上400 m的平均輸送中約54%通過Vitiaz Strait流出,而在年際尺度上通過Vitiaz Strait的ENSO信號(0.84 Sv)要弱于Solomon Strait(1.1 Sv),體現(xiàn)了Vitiaz Strait狹窄地形對年際信號的限制作用。盡管如此,通過Vitiaz Strait的NGCUC仍然攜帶顯著的ENSO信號,該信號在向西輸送的過程中明顯減弱。流量收支分析顯示,在NGCUC向西輸送并逐漸靠近赤道的過程中,與ENSO呈反相關(guān)的SEC南分支逐漸匯入NGCUC中,從而減弱了其年際變化強度。此外,El Nino期間NGCUC在溫躍層以上和以下分別表現(xiàn)出順時針和逆時針的跨赤道環(huán)流異常,相反的環(huán)流異常出現(xiàn)在La Nina期間。這種環(huán)流異常不是新幾內(nèi)亞沿岸的局地特征,而是ENSO循環(huán)充放電過程中大尺度環(huán)流異常的一部分。該研究揭示了熱帶太平洋西邊界流的重要分量-新幾內(nèi)亞沿岸潛流在2015-2016極端El Nino期間的變化規(guī)律,闡明了ENSO信號在上下游復(fù)雜地形條件下的空間演變特征及其機制,進一步完善了對熱帶西太平洋環(huán)流年際變化的認(rèn)識。
論文第一作者為中科院海洋所博士研究生武杰,合作者包括張林林研究員、王凡研究員、胡敦欣院士以及巴布亞新幾內(nèi)亞大學(xué)Chalapan Kaluwin教授。研究得到了中科院先導(dǎo)專項、國家重點研發(fā)計劃、“一帶一路”國際科學(xué)組織聯(lián)盟聯(lián)合研究合作專項、國家自然科學(xué)基金等項目資助。海上考察得到基金委共享航次計劃和中科院先導(dǎo)專項資助,依托 “科學(xué)”號考察船執(zhí)行。
文章信息:
Wu, J., Zhang, L.*, Wang, F., Kaluwin, C., & Hu, D. (2022). Currents off the Papua New Guinea coast during and after the El Nino of 2015–2016. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127(12), e2022JC018760. https://doi.org/10.1029/2022JC018760
Zhang, L.*, Wu, J., Wang, F., Hu, S., Wang, Q., Jia, F., Wang, F., & Hu, D. (2020). Seasonal and interannual variability of the currents off the New Guinea coast from mooring measurements. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125(12), e2020JC016242. https://doi.org/10.1029/2020JC016242
圖1(a)上400 m的平均流場以及與Nino3.4指數(shù)的相關(guān)系數(shù)。(b)不同斷面的氣候態(tài)平均流
圖2 ENSO期間合成得到的溫躍層以上和以下的環(huán)流異常。藍(lán)色寬箭頭表示氣候態(tài)平均流,紅色和藍(lán)色虛線箭頭分別表示順時針和逆時針環(huán)流異常