近日，中科院海洋所胡石建研究團隊在繞島環流理論方面取得重要進展，研究得到了三島嶼繞島理論解析解，并成功應用于印尼貫穿流流量估計，相關成果在JCR一區期刊Frontiers in Marine Science雜志（IF：5.247）發表。 

理論模型的海陸地形設置

　　繞島環流理論由澳大利亞物理海洋學家J. Stuart Godfrey提出（Godfrey, 1989），其理論核心是在Sverdrup關系的風生環流基礎上同時考慮沿著島嶼（如澳大利亞、新西蘭等）海岸對壓強梯度的積分必須為零這一限定條件。Godfrey（1989）同時借鑒了Stommel（1948）和Munk（1950）的研究方法而考慮了摩擦邊界層。Godfrey的繞島環流理論成功應用于印尼貫穿流的研究中，成為印尼貫穿流研究領域的經典理論工具而被反復使用。但是，由于Godfrey的繞島環流理論進行了大量簡化，基于原始繞島環流估算的印尼貫穿流流量與實際觀測值存在顯著偏差，前人就如何改進Godfrey繞島環流理論進行了大量探索。 

　　改進Godfrey繞島環流理論的一個方向是考慮更接近真實地形的島嶼分布和更復雜的摩擦效應。胡石建研究團隊在Wajsowicz (1993)、Pedlosky et al. (1997)、Lian et al. (2017)和Yang et al. (2020)等前人研究工作基礎上，考慮了三島嶼情形的海陸分布，設計了多種具有不同島嶼分布的理想化地形，采用了相應地形條件下的側向摩擦和底摩擦，推導得到了穿過島嶼間海峽的流函數和流量解析解。相比于前人的研究，三島嶼海陸分布顯然更接近真實的印尼海域情形，同時可以考慮北太平洋風場的影響和更為復雜的摩擦效應。 

多島嶼繞島環流理論結果與INSTANT觀測和前人理論結果的對比

　　團隊基于所得到的三島嶼繞島環流解析解，估算了印尼貫穿流的體積輸運并與INSTANT觀測、MITF等觀測時間序列以及前人的理論值進行了對比。結果表明該三島嶼繞島環流理論可以很好地再現印尼貫穿流體積輸運的平均值和年際變化，相較于原始的Godfrey繞島環流理論具有明顯的進步。研究團隊進一步基于該解析解開展了敏感性試驗，研究了島嶼分布、海峽通道尺寸、摩擦邊界層厚度等因素變化對多島嶼繞島環流框架下印尼貫穿流輸運估計的影響，得到了一些有意義的結果。 

　　研究團隊在三島嶼繞島環流理論研究方面的進展對印尼貫穿流和印太跨海盆相互作用相關研究領域具有重要科學意義。中科院海洋所與山東科技大學聯合培養碩士研究生史萬里為論文第一作者，中科院海洋所研究員胡石建為論文通訊作者。研究得到了中科院創新交叉團隊項目、中科院戰略先導科技專項和山東省自然科學基金等項目資助。  

印尼貫穿流流量隨邊界層的厚度和通道大小變化

　　論文信息：Shi, W., S. Hu*, and H. Ma (2023), The island rule with multi-islands and its application to the Indonesian Throughflow, Frontiers in Marine Science, 10, 1145506, doi:10.3389/fmars.2023.1145506.