海洋所在菲律宾海环流对厄尔尼诺复杂性响应方面获新进展

  近日,中科院海洋所王凡研究团队在菲律宾海环流和海平面在特定厄尔尼诺事件中的变化规律及动力机制研究取得新进展,研究成果发表于国际学术期刊Journal Geophysical Research: Oceans(《地球物理学研究杂志-海洋》)上。 

  菲律宾海是热带西北太平洋海平面及上层环流年际变率最强的区域,与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)密切联系。菲律宾海在厄尔尼诺发展期春夏季通常会出现海平面下降和上层的气旋式环流异常,对下游环流、气候和生态系统产生深远影响。然而,厄尔尼诺事件在强度、发展时间、空间型等方面的复杂性,一定程度上造成了每个独立事件中上述变化的差异。 

  王凡研究团队基于观测、再分析的海表高度场及流速数据,利用约化重力海洋模式,揭示了菲律宾海海平面和环流在2006年及2009年厄尔尼诺事件中的特殊变化,分析了其背后的动力机制,总结了相应特殊变化发生的气候背景条件。研究结果表明,不同于其它厄尔尼诺事件,2006年和2009年春夏季菲律宾海出现了海平面上升,伴随着反气旋式异常环流。受此影响,下游区域也出现特殊变化,例如北赤道流分叉点南移,棉兰老流向苏拉威西海入侵增强,望加锡海峡的印尼贯穿流异常增强。观测表明20062009厄尔尼诺前一年冬天持续而强劲的赤道东风可能是上述变化的主要成因。模式敏感性实验进一步表明,厄尔尼诺事件前一年三月至当年二月的风场最为关键,其中西北太平洋中部的负风应力旋度起到主导作用,而赤道风场的作用次之。上述风场通过激发西传的下沉Rossby波造成了2006年和2009年春夏季菲律宾海海平面上升。此外,分析指出菲律宾海的上述特殊变化更容易在拉尼娜事件后的晚发型弱厄尔尼诺事件发展期出现。该研究成果将为了解ENSO复杂性的影响、认识和预测区域海平面及环流变化提供重要支持。  

2006/2007 (a), 2009/2010 (b), 其他厄尔尼诺事件合成(c) 菲律宾海海表高度及上层环流异常

  赤道西太平洋纬向风速 (a),西北太平洋Ekman抽吸速度 (b)2006/20072009/2010 (c) 和其他厄尔尼诺合成的 (d) SLA(填色)叠加Ekman抽吸速度(等值线)的时间-经度图

 

  论文第一作者为中科院海洋所博士李睿,通信作者为王凡研究员,合作者为李元龙研究员、任秋萍博士和吕宜龙博士,研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和山东省自然科学基金资助。  

  文章信息:Li, R., Wang, F., Li, Y., Ren, Q., & Lyu, Y. (2023). Special sea-level and circulation anomalies in the Philippine Sea during the 2006/2007 and 2009/2010 El Ni?o events. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128, e2022JC019537. https://doi.org/10.1029/2022JC019537 


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