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）杜巖研究員團隊揭示了年周期羅斯貝波對阿拉伯海海盆尺度鹽度鋒形成的調制作用，相關(guān)成果以碩士生朱潔超為第一作者，張玉紅研究員為通訊作者發(fā)表在國際期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。
北印度洋的阿拉伯海和孟加拉灣兩個(gè)海盆之間的海水鹽度存在顯著(zhù)差異。受周邊干燥氣候的影響，阿拉伯海全年凈失淡水，海表鹽度具有副熱帶高鹽水的特征；孟加拉灣降水豐富，且在周邊熱帶季風(fēng)氣候的影響下，有大量的河流淡水輸入，海表鹽度偏低。隨季節改變流動(dòng)方向的季風(fēng)環(huán)流引起海盆間水體交換，在局地鹽度平衡中起著(zhù)重要作用。冬季風(fēng)期間，逆時(shí)針流動(dòng)的季風(fēng)環(huán)流系統將來(lái)自孟加拉灣的低鹽水輸送到阿拉伯海東南部海域，然后在阿拉伯海海盆環(huán)流的輸送下實(shí)現局地鹽度平衡。
本工作利用SMAP衛星觀(guān)測數據集和模式結果，揭示了來(lái)自孟加拉灣的低鹽水在阿拉伯海內部輸送過(guò)程中形成的春季鹽度鋒面，并解釋了其動(dòng)力機制。分析結果表明，冬季風(fēng)期間，在沿岸逆時(shí)針傳播的下沉開(kāi)爾文波的影響下，孟加拉灣的低鹽度水被輸送到阿拉伯海東南部海域。之后，部分沿岸開(kāi)爾文波反射成為向西傳播的羅斯貝波，造成傳播路徑上海平面高度增加，形成顯著(zhù)的海表面高度梯度，驅動(dòng)地轉流。位于南側的西向海流將低鹽水向西輸送。進(jìn)入阿拉伯海內部的低鹽水和局地高鹽水相遇，在水團交界處形成顯著(zhù)的鹽度鋒面。由于羅斯貝波的相速度隨緯度增加而減小，低鹽水的輸送速率也隨緯度增加而減小，鹽度鋒面呈現出東北-西南的走向。每年3月份，當低鹽水被輸送到索馬里海岸附近（~5°N）時(shí)，阿拉伯海形成了橫跨海盆的鹽度鋒面，海表鋒線(xiàn)長(cháng)度達2500公里。位于海盆中部的鋒面能夠維持到5月份，在西南季風(fēng)爆發(fā)后逐漸向南移動(dòng)并瓦解。
利用連續分層線(xiàn)性海洋模式（LOM）探究阿拉伯海海盆尺度鹽度鋒面形成的動(dòng)力機制，結果表明，海洋第一和第二模態(tài)斜壓羅斯貝波共同作用導致了阿拉伯海內部的環(huán)流調整和鹽度輸送。其中，第二模態(tài)的貢獻超過(guò)第一模態(tài)。在阿拉伯海南部海域（56°E~75°E, 9°N~11°N），第一模態(tài)斜壓羅斯貝波引起的海表面高度標準差僅為第二模態(tài)的60%。
阿拉伯海的海盆尺度鹽度鋒面出現在熱帶海域，該區域的海表溫度相對均勻，與副熱帶或高緯度海域的溫度差異主導的海洋鋒面有所不同。該鹽度鋒面橫跨阿拉伯海南部海盆，并持續近一個(gè)季度的時(shí)間，可能對局地的鹽度平衡和海氣交換產(chǎn)生重要影響。
該研究由國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院項目等共同資助完成。
相關(guān)論文信息：Zhu, J., Zhang, Y., Huang, K., Xia, Y., & Du, Y. (2024). Modulation of annual Rossby waves on the formation of basin-wide salinity fronts. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020634.
文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2023JC020634
圖1 海表鹽度鋒面示意圖
