海洋所研究揭示熱帶印太海洋鹽度變化新模態

  近日,海洋所胡敦欣院士研究組在熱帶印太上層海洋鹽度的年際-年代際低頻變化方面取得重要進展,發現了熱帶太平洋溫躍層鹽度變化新模態,揭示了印尼貫穿流調整下的熱帶印度洋鹽度低頻變化機制,相關研究結果發表在JCR一區期刊Journal of ClimateIF 5.707)和Journal of Geophysical Research: OceansIF 3.559).

  鹽度是海洋環境的基本要素,對海洋環流、全球水循環和厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)等物理和氣候過程具有重要影響。但長期以來,由于缺乏對海洋鹽度的大范圍持續觀測,學界對海洋鹽度的低頻變化缺乏認知,是一個懸而未決的基本問題。在熱帶印太海域,海洋鹽度的低頻變化對海洋環流和氣候系統尤為重要,成為國際上海洋鹽度研究的焦點之一。

  
熱帶印太海洋鹽度年際-年代際變化示意圖(Hu et al., 2019, 2020
  胡敦欣院士課題組胡石建研究員等人組成的研究團隊,基于國際Argo計劃獲取的長時間鹽度觀測數據,以降水極其強烈的熱帶印太交匯區和印尼貫穿流海域為中心,對熱帶印度洋和熱帶太平洋海洋鹽度的年際到年代際變化進行了系統研究。一方面,研究團隊發現熱帶太平洋溫躍層等密度面鹽度的低頻變化存在三極模態(Triple MOde of thermocline Salinity variability,簡稱TMOS),通過鹽度收支分析和理論診斷闡明了TMOS模態的形成機制,并揭示了ENSO和太平洋年代際振蕩(PDO)通過鹽度平流調整在TMOS中的重要作用。
  另一方面,研究團隊揭示了熱帶印度洋上層海洋鹽度的年際到年代際變化特征并深入分析其物理機制,指出印尼貫穿流傳遞太平洋PDOENSO相關的鹽度變化信號,并通過鹽度平流塑造了印度洋鹽度低頻變化的空間模態。研究團隊成功構建了基于PDO指數的統計預測模型,結果表明該模型可提前10個月預測印度洋溫躍層鹽度的低頻變化。

  

觀測到的熱帶印度洋(左,15°S)和太平洋(右,10°N)溫躍層鹽度沿等密度面的西向傳播特征(Hu et al., 2019, 2020

  上述研究表明,太平洋氣候模態ENSOPDO通過大尺度調整,一方面在熱帶太平洋形成TMOS模態,另一方面通過印尼貫穿流鹽度平流效應影響著印度洋海洋鹽度的低頻變化。太平洋TMOS的發現和印度洋鹽度變化機制的闡釋對理解熱帶印太水團變化及其氣候效應有重要科學意義。

  該項研究得到國家自然科學基金項目、中國科學院先導科技專項B子課題、中國科學院青年創新促進會和中國科學院海洋研究所匯泉青年學者項目等聯合資助。

  論文鏈接:

  Hu, S., J. Sprintall, C. Guan, D. Hu, F. Wang, X. Lu, and S. Li (2020), Observed triple mode of salinity variability in the thermocline of tropical Pacific Ocean, Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, e2020JC016210, doi:10.1029/2020JC016210. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020JC016210

  Hu, S., Y. Zhang, M. Feng, Y. Du, J. Sprintall, F. Wang, D. Hu, Q. Xie, and F. Chai (2019), Interannual to decadal variability of upper ocean salinity in the southern Indian Ocean and the role of the Indonesian Throughflow, Journal of Climate, 32(19), 64036421, doi: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0056.1

  

  


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