近日,中科院海洋所胡敦欣院士團隊聯合菲律賓大學Cesar Villanoy教授,基于團隊在菲律賓海深海潛標陣列獲取的長期、直接測流數據,揭示了菲律賓呂宋島以東海域西邊界流——黑潮和呂宋潛流的空間結構和變化規律,相關研究成果在國際學術期刊Journal of Geophysical Research: Oceans發表。
太平洋北赤道流在菲律賓沿岸分叉后形成向北的黑潮和向南的棉蘭老流。前人通過水文數據反演或單點潛標觀測數據推斷,在表層源地黑潮之下或存在向南的呂宋潛流。黑潮等西邊界流由于具有強烈的物質能量輸運,被認為是影響大洋和太平洋西側近海氣候和生態系統的關鍵因子。但是,以往的單點潛標觀測發現呂宋潛流在某些時間段內發生反向,對呂宋潛流是瞬時現象還是長期平均流存在爭議。由于一直缺乏覆蓋完整西邊界流的潛標陣列直接觀測,對于源地黑潮及其下潛流系統的空間結構和變化特征缺乏足夠的認識,其變化機制亦不清楚。
胡敦欣研究團隊通過開展國際合作,首次成功實現了呂宋島以東源地黑潮區域的潛標陣列觀測?;谠摑摌岁嚵性?018-2020年期間獲取的近29個月觀測數據,團隊發現黑潮與呂宋潛流都表現出很強的季節內變化信號,呂宋潛流在某些時間段內會發生反向,呂宋潛流在觀測期間內平均流速峰值位于18 N、122.7 E處800米深度附近,呂宋潛流多年平均流速超過0.04 m/s,表明呂宋潛流是一支長期存在的次表層流。
18 N,122.7 E潛標站點上觀測的上3000米經向流速(a)、弱呂宋潛流事件(b)、強呂宋潛流事件(c)和潛標觀測期間平均(d)海平面異常及表層地轉流速分布
分析發現,上層海洋的中尺度渦旋運動是引發源地黑潮和呂宋潛流變化的關鍵因素,強勁的海洋上層反氣旋渦旋會導致呂宋潛流出現暫時性的減弱乃至反向。研究團隊利用垂直模態分解方法研究了不同模態在源地黑潮和呂宋潛流變化中的作用,結果顯示第一和第二斜壓模解釋了黑潮和呂宋潛流的主要垂直結構特征,其中,呂宋潛流發生反向主要是由第一斜壓模導致的,但呂宋潛流的季節內變化主要是由第二斜壓模導致的。該項研究為認識熱帶太平洋西邊界流系統提供了關鍵的直接觀測證據。
18 N,122.7 E潛標觀測經向流速(a),基于經向流速分別投影到前三模態之和(b)、第一模態(c)、第二模態(d)重構得到的經向流速
該項研究的第一作者為中科院海洋所博士后馬杰,通訊作者為中科院海洋所胡石建研究員(青促會會員)。研究得到了國家自然科學基金、中科院戰略先導科技專項(B類)、山東省自然科學基金、中國博士后科學基金等聯合資助?! ?nbsp;
文章信息:
Ma, J., Hu, S.*, Hu, D., Villanoy, C.,Wang, Q., Lu, X., & Yuan, X. (2022).Structure and variability of the Kuroshio and Luzon Undercurrent observed by a mooring array. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, e2021JC017754. https://doi.org/10.1029/2021JC017754