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）/热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室杜岩研究员团队揭示了南海与热带西太平洋海平面年代际变化联系机制，相关成果发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。博士研究生段钦为论文第一作者，杜岩研究员和张玉红研究员为共同通讯作者，合作者还包括王天宇副研究员。

前人研究表明，南海与热带西太平洋的海平面存在一致的年代际变率（图1）。太平洋风场激发的罗斯贝波在菲律宾群岛转换为沿岸开尔文波，经民都洛海峡进入南海后，再次辐射出向西传播的罗斯贝波，从而调制南海海平面变化。南海海平面的年代际变化与太平洋信风和沃克环流的调整密切相关，并受到太平洋年代际振荡（PDO）相位转变的调控，但其具体物理机制尚未被充分阐明。

PDO的风场结构主要表现为两个关键信号中心：一个位于中高纬度的阿留申低压，另一个位于低纬度的热带西北太平洋风场。研究团队基于一层半非线性约化重力海洋模型的风场敏感性实验，明确了热带西北太平洋风场对南海海平面年代际变化的主导作用，可解释南海60.95%的海平面年代际变率。此外，该研究首次指出，热带西北太平洋风场是PDO动力学框架下的一个相对独立的子系统，其主要受热带中太平洋海表温度（SST）的调控。具体而言，热带中太平洋SST异常通过Matsuno-Gill响应调控热带西北太平洋风场，进而驱动热带西太平洋和南海海平面年代际变化（图2）。

基于上述物理过程，该研究进一步定义了WNPAAC指数（即3°–18°N, 130°E–160°W区域的风应力旋度平均值）。该指数能够有效表征南海和热带西北太平洋海平面年代际变化（1940-2022年相关性达-0.68）。值得注意的是，在1980-1993年期间，PDO对南海和热带西北太平洋海平面年代际变化的调制作用失效，但“热带中太平洋SST调控西北太平洋风场，进而驱动海平面变化”这一机制仍然适用。这一现象进一步凸显了热带西北太平洋风场在PDO动力学框架下的独立性。该研究明确了热带西北太平洋风场在PDO与南海海平面联系中的关键作用，深化了对PDO等大尺度气候模式如何影响南海及邻近热带海域年代际变率的认识，并提高了对南海长期海平面变化趋势的预测能力。

该研究由国家自然科学基金、中国科学院项目、广东省自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）项目等共同资助完成。

相关论文信息：

Duan, Qin, Wang, T., Zhang, Y., & Du, Y. (2025). Decadal linkage of sea level anomalies between the South China Sea and Western Tropical Pacific. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2024JC021618.

原文链接： https://doi.org/10.1029/2024JC021618

图1 南海和热带西太平洋海平面年代际EOF空间模态和主成分时间序列

图2 南海和热带西太平洋海平面年代际联系机制示意图