撰稿：朱瓊瑞
審定：王春在
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗室（LTO）/全球海洋和氣候研究中心(GOCRC)王春在研究員團隊探究了厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ENSO）和印度洋偶極子（IOD）對印尼貫穿流（ITF）垂直結構的年際變率的相對貢獻。研究成果以碩士研究生朱瓊瑞為第一作者，王春在研究員為通訊作者發(fā)表在國際期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。
印尼貫穿流（ITF）是全球經(jīng)向翻轉環(huán)流的一個(gè)重要組成部分，其變化對區域海洋環(huán)流和全球氣候系統有著(zhù)重要影響。ITF將熱帶西太平洋的暖水輸運到熱帶東印度洋，通過(guò)印尼海域強烈的潮汐混合和Ekman抽吸的作用，使印度洋冷卻并淡化，并同時(shí)改變區域海洋環(huán)流和兩個(gè)大洋的平均狀態(tài)。太平洋的水通過(guò)ITF進(jìn)入印度洋，其垂直結構的變化直接影響印度洋的海洋層化和熱帶東印度洋的海洋熱含量。影響ITF垂直結構年際變化的主要模態(tài)是ENSO和IOD。然而，目前這兩個(gè)氣候模態(tài)對ITF上層（0-300米）和下層（300-760米）輸運的相對貢獻并不清楚。
針對以上問(wèn)題，本研究利用再分析數據和模式數據，通過(guò)多元回歸分析量化了ENSO和IOD對ITF垂直結構的相對貢獻（圖1）。結果顯示，由于兩個(gè)氣候模態(tài)達到峰值的時(shí)間和持續時(shí)間的不同，IOD在厄爾尼諾發(fā)展年對ITF輸運的影響更大，而ENSO則是在厄爾尼諾衰退年對ITF輸運的影響更大。此外，ENSO對ITF上層輸運的相對貢獻大于IOD，而IOD對ITF下層輸運的相對貢獻大于ENSO。但是由于ITF上層輸運的變率更大，所以ENSO對ITF總輸運的影響更大。
基于以上結果，本研究進(jìn)一步探究發(fā)現ENSO和IOD對ITF輸運的影響是通過(guò)Walker環(huán)流和海洋動(dòng)力學(xué)的變化而產(chǎn)生的（圖2）。ITF上層輸運主要受表層風(fēng)場(chǎng)異常的控制，而ITF下層輸運則主要受由IOD和ENSO所引起的海洋波動(dòng)力學(xué)的控制。IOD所激發(fā)的上升流Kelvin波在秋季進(jìn)入印尼海域，影響當地的海表面高度異常并控制著(zhù)ITF的輸運；ENSO所激發(fā)的下降流Rossby波在春季從西太平洋的蘇拉威西海進(jìn)入印尼海域，開(kāi)始控制ITF的輸運。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金青年項目等共同資助。
相關(guān)論文信息：Zhu, Q., and C. Wang*, 2024：Contributions of Indo-Pacific forcings to Interannual variability of the Indonesian Throughflow in the upper and lower layers. Journal of Geophysical Research: Oceans，129, e2023JC020306.
文章鏈接：http://doi.org/10.1029/2023JC020306
圖1. ENSO（藍色）和IOD（紅色）對（a）ITF上層輸運、（b）ITF下層輸運以及（c）ITF總輸運的逐月相對貢獻。X軸表示時(shí)間，其中“0”表示厄爾尼諾發(fā)展年，“+1”表示厄爾尼諾減退年。誤差線(xiàn)代表所有再分析數據集的一倍標準差。
圖2. ENSO和IOD在（a）秋季（SON）和(b)冬季（DJF）通過(guò)Walker環(huán)流和海洋動(dòng)力學(xué)對ITF輸運影響的示意圖。上圖的海溫異常是基于1980至2017年間所有的正IOD和El Ni?o事件同時(shí)出現的年份所做的合成，下兩圖顯示的是緯向斷面上的流速異常分布（cm/s）（左圖：9-11°S斷面的平均值；右圖：赤道斷面；深度均為0-760米）。實(shí)線(xiàn)（虛線(xiàn)）箭頭表示更強（更弱）的流動(dòng)。
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