海洋所在印尼哈馬黑拉海海流輸運及變率研究方面獲新進展

  近日,美國氣象學會《物理海洋學報》在線發表了中國科學院海洋研究所袁東亮課題組與印尼科學院海洋研究中心在哈馬黑拉海取得的最新研究成果Moored observations of transport and variability of Halmahera Sea currents”,揭示了基于哈馬黑拉海潛標觀測時間序列的賈伊洛洛海峽全水深海流垂向結構與季節變率。

  海洋大輸送帶是全球大洋熱鹽環流的路徑,在地球氣候變化與海洋質量與熱量平衡過程中起重要作用。基于印尼海望加錫海峽的觀測顯示印尼貫穿流絕大部分來源于北太平洋的事實,過去認為冷的南大洋深層水經由南太平洋深層向北運移,并于北太平洋上翻至海面,補充由于印尼貫穿流而失去的質量輸運。由于風應力旋度在南太平洋和熱帶輻合帶下面緊挨著赤道以北存在零線,南太平洋風生環流被認為是一個閉合的環流圈,對海洋大輸送帶沒有明顯的貢獻。

  袁東亮研究團隊基于哈馬黑拉海潛標觀測數據,首次獲取了哈馬黑拉海關鍵入口——賈伊洛洛海峽海流觀測的時間序列,結果顯示有顯著的南太平洋熱帶水經此進入印尼海,加入印尼貫穿流并流向印度洋,這些水體質量只能由深層水在南太平洋的上翻補充。團隊還首次揭示南太平洋環流對海洋大輸送帶有重要貢獻,發現了印尼貫穿流新的分支,并建議過去海洋大輸送帶示意圖應據此進行修改,該項研究為全球大洋熱鹽環流提供了新的認知。    

  聚焦賈伊洛洛海峽自201511月至201710月連續兩年的潛標觀測數據科研人員發現兩年平均的賈伊洛洛海峽流量估算為-2.44 Sv ± 0.42,由太平洋流向印尼海,其中將潛標水平插值到整個海峽對這個估算造成了比較大的不確定性。如果假設潛標處的海流可以代表整個海峽,估算流量將高達-4.65 Sv。這是國際首次直接測量印尼貫穿流東部通道之一哈馬黑拉海的流量。 

120天低通濾波的賈伊洛洛海峽上下層流量,均表現為季節變化占主導,且上下層位相相反。觀測的海流并沒有表現出2016年超強厄爾尼諾的影響    

  另外,除2017年在靠近海底的深度上有一支北向的流動外,兩年平均海流幾乎在全部深度上向南,即由太平洋流向印尼海。濾除潮信號后,海流變率呈現出兩層結構,且兩層均由年循環變化占主導。上層海流(200米以上)在北半球冬季12月至次年4月向北,其余月份向南,而下層位相完全相反。 

 

 (a)120天低通濾波的NCEP風速,(b)沿海峽走向海流(ASV)的時間序列,(c)沿海峽走向海流平均剖面    

  基于以上結果,科研人員進而提出假設,賈伊洛洛海峽的海流是由上下游海盆的壓強差驅動的,借由衛星高度計與重力計的壓力數據進行診斷驗證,并基于壓強數據重構了15年的哈馬黑拉海的流量時間序列,并研究其年際變化。結果表明,哈馬黑拉海流量的年際異常遠小于季節變化,即使在2015-2016年超強厄爾尼諾事件期間,厄爾尼諾的異常信號也難以通過哈馬黑拉海影響印尼海。而現有的太平洋羅斯貝波跨海盆波導的理論指出,太平洋年際羅斯貝波可以通過哈馬黑拉海,沿著新幾內亞與澳洲大陸的西北岸,傳播到東南印度洋,本研究觀測結果與現有理論不符,而厄爾尼諾信號如何進入印尼海以及向印度洋傳播的路徑,有待于進一步研究。 

   

印尼海附近海洋環流示意圖

  研究得到了國家自然科學基金委創新群體項目、國際合作項目及重點項目的經費支持,中國科學院海洋研究所李翔博士為論文第一作者,袁東亮研究員為論文通訊作者。 

    

  Li, X., Yuan, D., Wang, Z., Li, Y. et al. (2020). Moored observations of transport and variability of Halmahera Sea currents. Journal of Physical Oceanography, 50(2), DOI: doi.org/10.1175/JPO-D-19-0109.1.      

  Yuan, D., Li, X. et al. (2018). Observed Transport Variations in the Maluku Channel of the Indonesian Seas Associated with Western Boundary Current Changes, J. Phys. Oceanogr., 48(8), 1803-1813. 


附件下載:

福利彩票中奖规则-安全购彩