撰稿：刘雨

　　　　审定：王卫强

　　近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）王卫强团队在ENSO对印度洋浅层经向翻转环流年际变化的影响机制方面取得新进展。研究以博士研究生刘雨为第一作者，徐康研究员和王卫强研究员为通讯作者发表在Journal of Geophysical Research: Oceans上，合作者包括团队的何卓琪副研究员和陈昇博士，中国科学院深海科学与工程研究所的谢强研究员，以及斯里兰卡国家水生资源研究与开发署的Arulananthan研究员和Ruhuna大学的Kumara教授。

　　印度洋浅层经向翻转环流（Shallow Meridional Overturning Circulation, SMOC）主要由南部副热带翻转环流（Southern Subtropical Cell, SSTC）和跨赤道翻转环流（Cross-Equatorial Cell., CEC）构成，主导了热带-副热带印度洋上层海洋水体交换，对印度洋物质输运和热量交换有着重要影响。然而，目前针对ENSO影响印度洋SMOC的年际变化研究较少，且结论存在较大争议。研究团队从SSTC和CEC两个部分出发，详细探讨了ENSO对印度洋SMOC年际变化的影响机制。

　　在ENSO发展年冬季，ENSO与印度洋SMOC之间的显著相关主要位于SSTC区域，且冬季SSTC表现出显著的非对称响应：La Niña期间SSTC增强幅度远大于El Nino期间SSTC减弱幅度。这种非对称响应由经向地转输运异常主导，且是ENSO期间赤道中东太平洋海表温度异常（SSTA）的纬向分布差异通过大气和海洋遥相关过程引起的。相对于El Niño的暖SSTA，La Niña期间赤道中东太平洋的冷SSTA表现出更强的向西延伸。一方面，La Niña期间冷SSTA更强的西伸可以在赤道西太平洋引起更强的东风异常，然后通过海洋波导的传播在东南印度洋引起更强的海表高度异常（Sea Surface Height Anomaly, SSHA），这导致印度洋南部的SSHA纬向梯度增大，从而产生更强的经向地转输运异常；另一方面，La Niña期间冷SSTA更强的西伸可以通过Walker环流的向西移动，使得澳大利亚西岸上空为气旋式北风异常。该北风异常增强了东南印度洋SSHA信号，从而增强了经向地转输运异常，最终导致印度洋SSTC对La Niña的响应更强（图1）。

　　图1. El Niño和La Niña对印度洋冬季SSTC影响机制示意图

　　在ENSO衰退年夏季，ENSO与SMOC的显著相关则主要位于CEC区域，且夏季CEC对ENSO事件的响应存在显著的季节内差异：初夏期间（5-6月）CEC呈现明显异常减弱，而晚夏期间（8-9月）则表现为异常增强。这种季节内差异响应的主要由经向Ekman输运异常的季节内变化所导致。ENSO通过调制热带北印度洋海表面纬向风场的变化，进而影响其经向Ekman输运，其相对贡献率超过80%。ENSO引起的春季热带印度洋上空反对称风场将持续到初夏季节，同时西北太平洋异常反气旋向西延伸，导致热带北印度洋上空出现东风异常。该东风异常减弱了气候态南向Ekman输运，进而削弱了CEC。与此同时，东风异常和CEC的减弱触发了风-CEC-海表温度（Wind-CEC-SST, WCS）负反馈机制：CEC减弱引起北向输运异常和较弱的上升流，使得热带印度洋北部海表温度显著增高，在7-8月期间形成了向北的SSTA梯度。该SSTA经向梯度与东撤的西北太平洋异常反气旋的共同影响下，晚夏季节热带北印度洋以西风异常为主，增强了南向Ekman输运，并由此加强了CEC（图2）。

　　图2. ENSO影响热带印度洋次年（a）初夏和（b）晚夏CEC的机制示意图

　　上述研究从现象、机制和模式验证入手系统揭示了印度洋SMOC与ENSO之间的物理联系，加深了我们对印度洋和太平洋之间复杂动力和遥相关关系的认识。

　　研究由国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、广东省基础与应用研究基金、广州市科技规划项目、中国科学院南海海洋研究所基金和国家自然科学基金共享航次项目等共同资助完成。

　　相关论文信息：Liu, Y., Xu, K.*, Wang, W.*, Xie, Q., & He, Z. (2024). Asymmetric impacts of ENSO on boreal winter southern subtropical cell in the Indian Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020692. https://doi.org/10.1029/2023JC020692

　　Liu, Y., Xu, K.*, Wang, W.*, Chen, S., He, Z., Xie, Q., et al. (2025). Intraseasonal variations in the Indian Ocean cross‐equatorial cell during the subsequent boreal summer of ENSO. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2024JC021571.

　　原文链接：https://doi.org/10.1029/2024JC021571