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.
