《中国科学院海洋研究所揭示西太次表层海洋热浪极端事件生成演变规律》

  • 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: 熊萍
  • 发布时间:2024-10-22
  • 中国科学院海洋研究所胡敦欣院士课题组胡石建研究员团队在热带西太平洋次表层海洋热浪研究中取得新进展,揭示了热带西太极端次表层海洋热浪事件的生成演变规律,相关成果近日在国际学术期刊Journal of Climate发表。

    海洋热浪是海洋中发生的、离散而短周期的极端高温事件,因其对海洋环境和生态系统具有极强的破坏性影响,成为近年来海洋气候与环境领域的一个重要研究前沿。传统关于海洋热浪的研究主要基于海洋表面温度,属于海表海洋热浪范畴。2021年,胡石建等人基于长期现场观测,发现在热带西太平洋存在超强的、独立于表层而发生的次表层海洋热浪,并揭示了次表层海洋热浪对海洋渔业资源的重要影响。次表层海洋热浪的发现引起了国际学术界的广泛关注,相关论文于2024年入选IOP Publishing Top Cited Paper Award for China(“Sustainability category”领域十篇论文之一)。

    研究团队进一步发现,热带西太平洋次表层海洋热浪存在极端事件,其中在2008年(MHW-08)和2010-2011年间(MHW-11)是有连续观测以来、两次最极端的次表层海洋热浪事件。为此,研究团队结合大气、海洋观测数据集和同化数据,系统研究了两次极端事件的形成演化特征和驱动机制。结果表明,两次极端事件具有相似的演化过程,暖异常均在热带海域局部产生并发展,随后以多核的形态逐渐消散。两次极端事件在发生发展阶段主要受海表面风应力旋度异常导致的暖水辐聚和Ekman下降流异常导致的垂向平流输送影响;而在衰减阶段,水平流异常导致的水平平流输送和表层的辐合减弱是极端事件消退的主要机制,而次表层海洋热平流异常叠加La Nina背景下的西太暖异常是极端次表层海洋热浪发生的根本原因。

    该研究加深了对次表层海洋热浪的认识,对理解和预测热带海洋极端气候事件具有重要意义。中国科学院海洋研究所博士研究生李诗翰为文章第一作者,胡石建研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金等项目资助。

    相关论文信息:

    (1)Li, S., and S. Hu* (2024), Evolution and drivers of extreme subsurface marine heatwaves in the western tropical Pacific Ocean during 2008 and 2010–2011, Journal of Climate, doi:10.1175/JCLI-D-24-0079.1.

    (2)Hu, S., S. Li, Y. Zhang, C. Guan, Y. Du, M. Feng, K. Ando, F. Wang, A. Schiller, and D. Hu (2021), Observed strong subsurface marine heatwaves in the tropical western Pacific Ocean, Environmental Research Letters, 16(10), 104024, doi:10.1088/1748-9326/ac26f2.

    (3)胡石建, and 李诗翰 (2022), 海洋热浪研究进展与展望, 地球科学进展, 37(1), 56-64, doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2021.121.

  • 原文来源:https://qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202410/t20241011_7397348.html
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    • 近日,Journal of Geophysical Research: Oceans在线发表了中国科学院海洋研究所胡敦欣院士团队最新研究成果,揭示了菲律宾以东海域次表层涡动能的年际变异规律及其控制机制,促进了对热带西太平洋次表层环流多尺度变异规律的认识。 菲律宾以东海域是次表层中尺度涡旋活跃的海区,拥有热带西太平洋最显著的次表层涡动能信号。这些涡旋在调节西边界流季节内变异以及南半球水团沿西边界向北入侵的过程中发挥着重要作用。然而,次表层涡旋核心大多位于温跃层以下,很难通过海表要素进行观测,因此对次表层涡旋的研究亟需直接的次表层观测资料支持。 在NPOCE计划支持下,团队在菲律宾以东海域构建了长期连续潜标观测阵列。基于东经130度断面两套潜标2至4年的ADCP连续观测,结合高分辨率模式数据探究了菲律宾以东次表层涡动能的年际变异规律及其与ENSO的关系。 研究发现,菲律宾以东海域次表层涡动能具有显著的年际变化特征,并与ENSO事件密切相关,涡动能变化滞后Nino3.4指数14个月。进一步的能量分析表明,背景流的正压和斜压不稳定是涡动能发生年际变化的主要原因,并且正压不稳定起主导作用。在该海域的南部和北部,正压不稳定的变化分别与次表层部分的哈马黑拉涡(HE)和棉兰老潜流(MUC)有关。HE和MUC的变化受到ENSO事件的调控。厄尔尼诺发生时,日界线以西的海域出现的负海面高度异常以 Rossby波形式向西传播,对菲律宾以东的西边界流变化产生迟滞的调控作用,进而通过正压不稳定过程影响次表层涡动能的年际变化。由于低纬度的Rossby波波速较大,菲律宾以东的南部海域正压能量转换率以及次表层涡动能对ENSO的响应更快。 该研究由第一作者中国科学院海洋研究所博士研究生惠玉超、通讯作者张林林研究员、以及王凡研究员、胡敦欣院士等人合作完成,研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略先导科技专项(B类)、国家重点研发计划等联合资助,海上考察得到基金委共享航次计划项目资助。
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