《中国科学院海洋研究所在菲律宾海环流对厄尔尼诺复杂性响应方面获新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-07-08
  • 近日,中国科学院海洋研究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2006和2009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。

    论文第一作者为中国科学院海洋所博士李睿,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

  • 原文来源:http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202307/t20230707_6806876.html
相关报告
  • 《中国科学院海洋研究所在胸孔亚派蟹类系统演化研究方面获新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-05-10
    • 近日,中国科学院海洋研究所沙忠利课题组在胸孔亚派蟹类系统演化方面获得新进展。研究首次基于线粒体基因组揭示了胸孔亚派四总科的系统进化关系,相关成果发表在JCR一区期刊Frontiers in Marine Science上。 胸孔亚派(Thoracotremata)隶属于甲壳纲(Crustacean)十足目(Decapoda)短尾派(Brachyura),是蟹类中分化程度最高的类群。胸孔亚派涵盖4总科18科共1248个物种,其中沙蟹和方蟹营自由生活,角眼沙蟹被认为是跑得最快的无脊椎动物,豆蟹与软体、多毛、棘皮等无脊椎动物共生,珊隐蟹与珊瑚共生。该类群种类繁多,生活方式多样,进化关系复杂,一直是系统发生学研究的重点和难点。基于线粒体基因组对胸孔亚派的系统演化关系进行有效阐释,对研究其生物多样性,起源演化,生物地理学等具有重要价值。然而该研究发表前,国际上尚无对豆蟹和珊隐蟹总科线粒体基因组的报道。 研究获得了沙蟹、方蟹、豆蟹和珊隐蟹总科共12个物种的线粒体基因组序列,在豆蟹和珊隐蟹总科中发现了新的线粒体基因重排模式,并重建了基因重排的进化过程,提出了基因重排与胸孔亚派物种生活方式有关的新观点。研究还首次阐明了豆蟹和珊隐蟹总科的系统进化地位,豆蟹总科形成单系群,位于进化树最基部位置;珊隐蟹总科与沙蟹总科的一支聚为姐妹群,位于较进化的位置。因此,研究提示共生生活方式或许是胸孔亚派的一个祖征,这种生活方式在珊隐蟹中得以保留。研究进一步阐释了沙蟹和方蟹总科内部科的系统进化关系,并建议将沙蟹总科大眼蟹科Macrophthalmidae的霍氏三强蟹Tritodynamia horvathi归入方蟹总科弓蟹科Varunidae。 该研究得到了国家相关人才计划,中国科学院前沿科学重点研究计划及中国科学院战略性先导科技专项等项目资助。中国科学院海洋所孙邵娥博士为文章第一作者,沙忠利研究员为通讯作者。 论文链接: Sun, S., Jiang, W., Yuan, Z., Sha, Z., 2022. Mitogenomes Provide Insights Into the Evolution of Thoracotremata (Brachyura: Eubrachyura) Front. Mar. Sci. 9:848203. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.848203
  • 《中国科学院海洋研究所在多岛屿绕岛环流理论方面取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2023-03-29
    • 近日,中国科学院海洋研究所胡石建研究团队在绕岛环流理论方面取得重要进展,研究得到了三岛屿绕岛理论解析解,并成功应用于印尼贯穿流流量估计,相关成果在JCR一区期刊Frontiers in Marine Science杂志(IF:5.247)发表。 绕岛环流理论由澳大利亚物理海洋学家J. Stuart Godfrey提出(Godfrey, 1989),其理论核心是在Sverdrup关系的风生环流基础上同时考虑沿着岛屿(如澳大利亚、新西兰等)海岸对压强梯度的积分必须为零这一限定条件。Godfrey(1989)同时借鉴了Stommel(1948)和Munk(1950)的研究方法而考虑了摩擦边界层。Godfrey的绕岛环流理论成功应用于印尼贯穿流的研究中,成为印尼贯穿流研究领域的经典理论工具而被反复使用。但是,由于Godfrey的绕岛环流理论进行了大量简化,基于原始绕岛环流估算的印尼贯穿流流量与实际观测值存在显著偏差,前人就如何改进Godfrey绕岛环流理论进行了大量探索。 改进Godfrey绕岛环流理论的一个方向是考虑更接近真实地形的岛屿分布和更复杂的摩擦效应。胡石建研究团队在Wajsowicz (1993)、Pedlosky et al. (1997)、Lian et al. (2017)和Yang et al. (2020)等前人研究工作基础上,考虑了三岛屿情形的海陆分布,设计了多种具有不同岛屿分布的理想化地形,采用了相应地形条件下的侧向摩擦和底摩擦,推导得到了穿过岛屿间海峡的流函数和流量解析解。相比于前人的研究,三岛屿海陆分布显然更接近真实的印尼海域情形,同时可以考虑北太平洋风场的影响和更为复杂的摩擦效应。 团队基于所得到的三岛屿绕岛环流解析解,估算了印尼贯穿流的体积输运并与INSTANT观测、MITF等观测时间序列以及前人的理论值进行了对比。结果表明该三岛屿绕岛环流理论可以很好地再现印尼贯穿流体积输运的平均值和年际变化,相较于原始的Godfrey绕岛环流理论具有明显的进步。研究团队进一步基于该解析解开展了敏感性试验,研究了岛屿分布、海峡通道尺寸、摩擦边界层厚度等因素变化对多岛屿绕岛环流框架下印尼贯穿流输运估计的影响,得到了一些有意义的结果。 研究团队在三岛屿绕岛环流理论研究方面的进展对印尼贯穿流和印太跨海盆相互作用相关研究领域具有重要科学意义。中国科学院海洋所与山东科技大学联合培养硕士研究生史万里为论文第一作者,中国科学院海洋所研究员胡石建为论文通讯作者。研究得到了中国科学院创新交叉团队项目、中国科学院战略先导科技专项和山东省自然科学基金等项目资助。 论文信息: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.