近日，中科院海洋所胡石建研究團(tuán)隊在繞島環(huán)流理論方面取得重要進(jìn)展，研究得到了三島嶼繞島理論解析解，并成功應(yīng)用于印尼貫穿流流量估計，相關(guān)成果在JCR一區(qū)期刊Frontiers in Marine Science雜志（IF：5.247）發(fā)表。
理論模型的海陸地形設(shè)置
繞島環(huán)流理論由澳大利亞物理海洋學(xué)家J. Stuart Godfrey提出（Godfrey, 1989），其理論核心是在Sverdrup關(guān)系的風(fēng)生環(huán)流基礎(chǔ)上同時考慮沿著島嶼（如澳大利亞、新西蘭等）海岸對壓強(qiáng)梯度的積分必須為零這一限定條件。Godfrey（1989）同時借鑒了Stommel（1948）和Munk（1950）的研究方法而考慮了摩擦邊界層。Godfrey的繞島環(huán)流理論成功應(yīng)用于印尼貫穿流的研究中，成為印尼貫穿流研究領(lǐng)域的經(jīng)典理論工具而被反復(fù)使用。但是，由于Godfrey的繞島環(huán)流理論進(jìn)行了大量簡化，基于原始繞島環(huán)流估算的印尼貫穿流流量與實際觀測值存在顯著偏差，前人就如何改進(jìn)Godfrey繞島環(huán)流理論進(jìn)行了大量探索。
改進(jìn)Godfrey繞島環(huán)流理論的一個方向是考慮更接近真實地形的島嶼分布和更復(fù)雜的摩擦效應(yīng)。胡石建研究團(tuán)隊在Wajsowicz (1993)、Pedlosky et al. (1997)、Lian et al. (2017)和Yang et al. (2020)等前人研究工作基礎(chǔ)上，考慮了三島嶼情形的海陸分布，設(shè)計了多種具有不同島嶼分布的理想化地形，采用了相應(yīng)地形條件下的側(cè)向摩擦和底摩擦，推導(dǎo)得到了穿過島嶼間海峽的流函數(shù)和流量解析解。相比于前人的研究，三島嶼海陸分布顯然更接近真實的印尼海域情形，同時可以考慮北太平洋風(fēng)場的影響和更為復(fù)雜的摩擦效應(yīng)。
多島嶼繞島環(huán)流理論結(jié)果與INSTANT觀測和前人理論結(jié)果的對比
團(tuán)隊基于所得到的三島嶼繞島環(huán)流解析解，估算了印尼貫穿流的體積輸運(yùn)并與INSTANT觀測、MITF等觀測時間序列以及前人的理論值進(jìn)行了對比。結(jié)果表明該三島嶼繞島環(huán)流理論可以很好地再現(xiàn)印尼貫穿流體積輸運(yùn)的平均值和年際變化，相較于原始的Godfrey繞島環(huán)流理論具有明顯的進(jìn)步。研究團(tuán)隊進(jìn)一步基于該解析解開展了敏感性試驗，研究了島嶼分布、海峽通道尺寸、摩擦邊界層厚度等因素變化對多島嶼繞島環(huán)流框架下印尼貫穿流輸運(yùn)估計的影響，得到了一些有意義的結(jié)果。
研究團(tuán)隊在三島嶼繞島環(huán)流理論研究方面的進(jìn)展對印尼貫穿流和印太跨海盆相互作用相關(guān)研究領(lǐng)域具有重要科學(xué)意義。中科院海洋所與山東科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生史萬里為論文第一作者，中科院海洋所研究員胡石建為論文通訊作者。研究得到了中科院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊項目、中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項和山東省自然科學(xué)基金等項目資助。
印尼貫穿流流量隨邊界層的厚度和通道大小變化
論文信息：Shi, W., S. Hu*, and H. Ma (2023), The island rule with multi-islands and its application to the Indonesian Throughflow, Frontiers in Marine Science, 10, 1145506, doi:10.3389/fmars.2023.1145506.
