海洋所研究揭示菲律賓海盆南部深層環流結構和變異
近期,中科院海洋所王凡研究團隊基于長期連續潛標觀測,研究揭示了菲律賓海盆南部中深層環流的結構和季節內變異特征和機制,進一步完善了對西太平洋深層環流的認知,成果發表在國際學術期刊《深海研究》(Deep-Sea Research Part I)。
菲律賓海盆位于太平洋最西端,海盆內的中央斷層將其分為南北兩部分。團隊已有研究表明太平洋深層經向翻轉環流可以攜帶南極繞極下層水進入菲律賓海盆北部,但無法進入南部,相對封閉的海盆南部有著怎樣的中深層環流結構和變異尚不明晰?;谌畹牧魉儆^測,本研究分析表明菲律賓海盆南部的中深層環流平均流速一般小于1.5厘米每秒,緯向平均流速大于經向,平均流速雖小但在季節內時間尺度上有較大的流速振幅,可以達到10厘米每秒。全水深的緯向流速剖面可以分為三種典型垂直結構,分別被第一斜壓模態、第二及更高斜壓模態和正壓模態控制,發生頻率分別為71%、13%和4.5%,這三種結構分別對應著2500米以下、1200米以下和整個水柱內的流速垂向一致性。
中深層流的季節內變異周期為20-120天,季節內能量在11°N最強,然后向南北兩側減小。借助高分辨率再分析數據結果,研究發現中深層季節內變異主要是由于中深層渦旋引起,當中深層渦旋經過潛標點時,季節內能量顯著增加。這些中深層渦旋有些是獨立于次表層渦旋存在的,有些則是次表層渦旋延伸到中深層。誘發中深層渦旋的主要因素為正壓和斜壓不穩定過程。該研究結果豐富了對菲律賓海盆內深層環流以及深層與上層海洋聯系的認識,有助于多學科開展生物地球化學要素循環、深層水團性質和變異及氣候變化等方面的研究。
論文第一作者為中科院海洋所博士研究生馬衛東,通信作者為王凡研究員和汪嘉寧研究員,研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金委重大研究計劃重點項目和優秀青年項目等資助。
菲律賓海盆南部四個潛標點處緯向流速U的時間-深度變化圖
4405m處的深層季節內動能時間變化(a)及選取的6個事件中深層流場和渦旋場的分布(b-g),其中事件1和2-6分別為沒有和有中深層渦旋影響潛標點流速的情況
文章信息:
Weidong Ma, Jianing Wang*, Fan Wang*, Zhixiang Zhang, Qiang Ma, The Vertical Structure and Intraseasonal Variability of the Deep Currents in the Southern Philippine Basin, Deep-Sea Research Part I, 2023, in press. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2023.104043.
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