热带海洋环境国家重点实验室(LTO)在水团特性变化机理研究上取得进展

近日,中国科学院南海所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)王春在研究团队付垚博士与德国基尔亥姆霍兹海洋研究所科学家合作,对热带大西洋海域南极中层水团的年际变化机理做出了科学解释,推动水团研究发展。相关研究成果近期由付垚、王春在、Peter Brandt、Richard J. Greatbatch共同发表在Journal of GeophysicalResearch: Oceans上。
大西洋海水水团分布是大西洋经向翻转流(AMOC)的直接作用结果,南极中层水团(AAIW)作为AMOC上层分支的重要组成水团参与到跨洋盆、跨半球的物质、热量交换,具有非常重要的动力学和生物地球化学意义。最新的Argo浮标观测显示,在热带北大西洋海域AAIW在年际时间尺度上存在较强的变化。一般认为,深层水团在离开形成海域后不再与大气接触,其特性变化是一个缓慢且漫长的过程(多年代、甚至百年时间尺度),然而AAIW年际变化的驱动因子仍不清楚。

该研究团队应用Argo浮标数据、GECCO2等多套海洋同化资料,首先利用AAIW盐度极低值的特点定义AAIW核心特征指数,并通过分析发现Argo、GECCO2等数据中AAIW核心特性异常信号存在向北和向西传播的特征。结合海洋流场数据,该团队创新性的提出并验证了热带北大西洋海域次表层西边界输运强度是导致该海域AAIW年际变化的主要原因,同时也是AAIW核心特性异常北向传播的驱动因子。进一步的分析还表明第二模态Rossby波可能是AAIW核心特性异常西向传播的原因。该研究成果首次系统的阐释了热带北大西洋海域AAIW年际变化的成因,对水团特性变化研究起到推动作用,研究价值得到两位匿名评审专家肯定并一致认为是对该领域的重要贡献。研究成果在2019年EGU大会的口头报告中也得到与会国际专家的高度评价和广泛兴趣。

该研究由国家自然科学基金,中科院(百人计划、先导专项),广东省人才计划,德国科研联合体(DFG)共同资助完成。


图1.(a)AAIW核心盐度与西边界输运之间的关系。通过超前滞后相关分析可见,(b)AAIW核心盐度与西边界输运存在很强的相关性,(c)最大相关性发生的时间随与西边界距离加大而产生滞后关系。

Fu, Y., C. Wang*, P. Brandt, and R. J.Greatbatch, 2019: Interannual variability of Antarctic intermediate water inthe tropical North Atlantic.  J. Geophy. Res., doi:10.1029/2018JC014878.