海洋所揭示新几内亚沿岸潜流年际变率的空间差异及其机制

　　近日，地学领域期刊《地球物理研究杂志：海洋》（Journal of Geophysical Research: Oceans）发表了中科院海洋所胡敦欣院士课题组最新研究成果“Currents off the Papua New Guinea coast during and after the El Nino of 2015-2016”，揭示了2015-2016极端El Nino事件期间热带太平洋西边界流-新几内亚沿岸潜流的变化规律，以及年际信号的空间分布特征及其与上游环流之间的关系。
 
　　新几内亚沿岸潜流（NGCUC）作为一支重要的太平洋西边界流携带着源于南太平洋的高盐水团和年际信号穿过所罗门海的复杂地形，通过不同的海峡进入赤道太平洋，对ENSO期间南北半球间的水团分配和暖池的调制具有重要意义。以往的观测和数值模拟均指出进入所罗门海的流量和通过Vitiaz Strait、Solomon Strait流向赤道太平洋的流量存在显著的ENSO信号，但该信号受所罗门海复杂海峡通道的影响以及沿西边界流上下游的空间演变规律及其机制尚待进一步探究。
 
4 }7 v& ]& j( z& ^4 V0 A( ~　　近年来，海洋所通过NPOCE国际计划与巴布亚新几内亚大学建立了密切的合作关系，在新几内亚沿岸流域建立了长期连续潜标观测阵列。基于观测数据和数值模拟，该研究发现所罗门海上400 m的平均输送中约54%通过Vitiaz Strait流出，而在年际尺度上通过Vitiaz Strait的ENSO信号（0.84 Sv）要弱于Solomon Strait（1.1 Sv），体现了Vitiaz Strait狭窄地形对年际信号的限制作用。尽管如此，通过Vitiaz Strait的NGCUC仍然携带显著的ENSO信号，该信号在向西输送的过程中明显减弱。流量收支分析显示，在NGCUC向西输送并逐渐靠近赤道的过程中，与ENSO呈反相关的SEC南分支逐渐汇入NGCUC中，从而减弱了其年际变化强度。此外，El Nino期间NGCUC在温跃层以上和以下分别表现出顺时针和逆时针的跨赤道环流异常，相反的环流异常出现在La Nina期间。这种环流异常不是新几内亚沿岸的局地特征，而是ENSO循环充放电过程中大尺度环流异常的一部分。该研究揭示了热带太平洋西边界流的重要分量-新几内亚沿岸潜流在2015-2016极端El Nino期间的变化规律，阐明了ENSO信号在上下游复杂地形条件下的空间演变特征及其机制，进一步完善了对热带西太平洋环流年际变化的认识。
 
　　论文第一作者为中科院海洋所博士研究生武杰，合作者包括张林林研究员、王凡研究员、胡敦欣院士以及巴布亚新几内亚大学Chalapan Kaluwin教授。研究得到了中科院先导专项、国家重点研发计划、“一带一路”国际科学组织联盟联合研究合作专项、国家自然科学基金等项目资助。海上考察得到基金委共享航次计划和中科院先导专项资助，依托 “科学”号考察船执行。
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　　文章信息：
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) n! T( j- G7 z: P$ k% P7 a　　Wu, J., Zhang, L.*, Wang, F., Kaluwin, C., & Hu, D. (2022). Currents off the Papua New Guinea coast during and after the El Nino of 2015–2016. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127(12), e2022JC018760. https://doi.org/10.1029/2022JC018760
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$ Y: V! g: J+ e9 N6 f% E　　Zhang, L.*, Wu, J., Wang, F., Hu, S., Wang, Q., Jia, F., Wang, F., & Hu, D. (2020). Seasonal and interannual variability of the currents off the New Guinea coast from mooring measurements. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125(12), e2020JC016242. https://doi.org/10.1029/2020JC016242
 

                               
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图1（a）上400 m的平均流场以及与Nino3.4指数的相关系数。（b）不同断面的气候态平均流 
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图2 ENSO期间合成得到的温跃层以上和以下的环流异常。蓝色宽箭头表示气候态平均流，红色和蓝色虚线箭头分别表示顺时针和逆时针环流异常