印度洋熱帶環流圈的結構和季節變化獲揭示

2020-10-20 嶺南科苑

近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）研究員杜巖團隊利用表層漂流浮標揭示了印度洋熱帶環流圈的結構和季節變化，填補了熱帶印度洋熱帶環流圈結構研究的空白。研究相關成果由博士研究生吳煒等人發表在《Journal of Geophysical Research: Oceans》（《地球物理學研究雜誌：海洋》）上。

雖然受季風影響印度洋環流具有顯著的季節變化特徵，但是在氣候態平均意義上熱帶印度洋同樣存在順時針結構的環流圈。該環流圈跨越熱帶印度洋東西邊界，銜接南北印度洋環流系統，對整個印度洋海盆的海水溫度、水團結構、熱鹽輸運和海氣通量交換等都具有重要影響。

研究人員基於Gauss-Markov方法，利用漂流浮標數據探究了熱帶印度洋環流圈的結構及其季節變化（圖1）。研究發現，在氣候態流場中順時針結構的環流圈包括赤道Wyrtki急流、南赤道流以及東西邊界流。在夏（冬）季，赤道上存在夏季季風流（南赤道逆流）而Wyrtki急流消失，使得熱帶印度洋環流圈系統閉合。

研究還計算了地轉分量和Ekman分量對熱帶印度洋環流系統的相對貢獻，並指出地轉分量主要決定了熱帶印度洋的流場結構，如南赤道流的流軸彎曲，東邊界流的流幅變化和Wyrtki急流的流軸差異；Ekman分量主要增強了Wyrtki急流、南赤道流以及西邊界流的強度，並影響著西邊界輻合區海水向赤道中部的輸運過程。研究進一步指出在印度洋偶極子或厄爾尼諾-南方濤動事件期間生成的長生命周期的渦旋會加速熱帶南印度洋的平均流速度。該研究填補了熱帶印度洋熱帶環流圈結構研究的空白，同時完善了利用漂流浮標進行環流分析的方法，有助於進一步理解印度洋環流的變化。

該研究由國家自然科學基金和中國科學院戰略性先導科技專項等共同資助。

相關論文信息：Wu W., Du Y.*, Qian Y, Cheng X., Wang T., Zhang L., & Peng S. (2020) Structure and seasonal variation of the Indian Ocean tropical gyre based on surface drifters. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, e2019JC015483. https://doi.org/10.1029/2019JC015483

圖1. 利用漂流浮標數據總結的熱帶印度洋環流圈結構示意圖：(a) 春季 (4–5月), (b) 夏季 (6–9月), (c) 秋季 (10–11月), 和 (d) 冬季 (12–3月)

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