印度洋熱帶環(huán)流圈的結(jié)構(gòu)和季節(jié)變化獲揭示
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）研究員杜巖團(tuán)隊(duì)利用表層漂流浮標(biāo)揭示了印度洋熱帶環(huán)流圈的結(jié)構(gòu)和季節(jié)變化，填補(bǔ)了熱帶印度洋熱帶環(huán)流圈結(jié)構(gòu)研究的空白。研究相關(guān)成果由博士研究生吳煒等人發(fā)表在《Journal of Geophysical Research: Oceans》（《地球物理學(xué)研究雜志：海洋》）上。
雖然受季風(fēng)影響印度洋環(huán)流具有顯著的季節(jié)變化特征，但是在氣候態(tài)平均意義上熱帶印度洋同樣存在順時針結(jié)構(gòu)的環(huán)流圈。該環(huán)流圈跨越熱帶印度洋東西邊界，銜接南北印度洋環(huán)流系統(tǒng)，對整個印度洋海盆的海水溫度、水團(tuán)結(jié)構(gòu)、熱鹽輸運(yùn)和海氣通量交換等都具有重要影響。
研究人員基于Gauss-Markov方法，利用漂流浮標(biāo)數(shù)據(jù)探究了熱帶印度洋環(huán)流圈的結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化（圖1）。研究發(fā)現(xiàn)，在氣候態(tài)流場中順時針結(jié)構(gòu)的環(huán)流圈包括赤道Wyrtki急流、南赤道流以及東西邊界流。在夏（冬）季，赤道上存在夏季季風(fēng)流（南赤道逆流）而Wyrtki急流消失，使得熱帶印度洋環(huán)流圈系統(tǒng)閉合。
研究還計(jì)算了地轉(zhuǎn)分量和Ekman分量對熱帶印度洋環(huán)流系統(tǒng)的相對貢獻(xiàn)，并指出地轉(zhuǎn)分量主要決定了熱帶印度洋的流場結(jié)構(gòu)，如南赤道流的流軸彎曲，東邊界流的流幅變化和Wyrtki急流的流軸差異；Ekman分量主要增強(qiáng)了Wyrtki急流、南赤道流以及西邊界流的強(qiáng)度，并影響著西邊界輻合區(qū)海水向赤道中部的輸運(yùn)過程。研究進(jìn)一步指出在印度洋偶極子或厄爾尼諾-南方濤動事件期間生成的長生命周期的渦旋會加速熱帶南印度洋的平均流速度。該研究填補(bǔ)了熱帶印度洋熱帶環(huán)流圈結(jié)構(gòu)研究的空白，同時完善了利用漂流浮標(biāo)進(jìn)行環(huán)流分析的方法，有助于進(jìn)一步理解印度洋環(huán)流的變化。
該研究由國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等共同資助。
相關(guān)論文信息：Wu W., Du Y.*, Qian Y, Cheng X., Wang T., Zhang L., & Peng S. (2020) Structure and seasonal variation of the Indian Ocean tropical gyre based on surface drifters. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, e2019JC015483. https://doi.org/10.1029/2019JC015483
圖1. 利用漂流浮標(biāo)數(shù)據(jù)總結(jié)的熱帶印度洋環(huán)流圈結(jié)構(gòu)示意圖：(a) 春季 (4–5月), (b) 夏季 (6–9月), (c) 秋季 (10–11月), 和 (d) 冬季 (12–3月)
