海洋所研究揭示西太平洋深层环流路径、流量和变异

近期，中科院海洋所王凡研究团队基于长期连续潜标观测，系列研究揭示了西太平洋九州帕劳海脊和新几内亚岛以北深水通道深层环流的路径、流量和变异，进一步完善了对西太平洋深层环流的认知，成果分别发表在国际学术期刊 Geophysical Research Letters 和 Journal of Physical Oceanography。

大洋深层环流路径会受到地形的约束，海盆间的深层水仅能通过一些关键通道进行交换。团队已有研究表明，4000米以深携带绕极下层水的深层流下分支会从雅浦-马里亚纳海沟连接区季节性进入西太平洋，但如何进一步进入菲律宾海盆是未知。基于“科学”号布放的潜标阵列2.5年的连续观测，研究发现深层流下分支通过连接区北通道进入西马里亚纳海盆，流量为1.41±1.43/0.26 Sv（平均±标准差/误差估计，1 Sv=106 m3s-1），然而可以通过九州帕劳海脊深水通道从西马里亚纳海盆进入北菲律宾海盆，流量为0.75±0.53/0.18 Sv，西马里亚纳海盆侧向流量净通量为0.65±1.35/0.28 Sv，上述两个通道流量以季节内变异为主，流量的平均态和变异受到上层海洋过程的控制。

进入北菲律宾海盆的绕极下层水因地形阻挡无法流出该海盆，只能通过混合吸热上升变为北太平洋深层水，而后通过关键深水通道流出西太平洋。团队基于长达5年的观测研究发现，深层流上分支会在新几内亚岛以北通道向东流出西太平洋，流量为2.19 ± 11.4/1.62 Sv，并呈现显著的季节变化。流量的平均态受通道两端压力差异控制，季节变化由向西向下传播的罗斯贝波控制，均与上层海洋过程紧密联系。需要指出的是，该通道深层流上分支平均流向与前人基于温盐断面结果给出的结论正好相反（Kawabe & Fujio 2010），这一矛盾是由于前人间接观测的不准确或年际变化导致值得进一步研究。

两个研究的新结果丰富了对西太平洋深层环流系统和深层与上层海洋联系的认识，有助于多学科开展生物地球化学要素循环、深层水团性质和变异、气候变化等研究工作。

论文第一作者为中科院海洋所研究员汪嘉宁、博士研究生张航，通信作者为研究员王凡、汪嘉宁，合作者包括加拿大贝德福德和美国伍兹霍尔海洋研究所的专家学者等。研究得到了国家自然科学基金委重大研究计划重点项目和优秀青年项目、中国科学院战略性先导科技专项等资助。

基于团队近期研究成果绘制的（左）热带西太平洋深层环流上下分支U-PMOC和L-PMOC（粉红和橘色）结构图和（右）在雅浦-马里亚纳海沟连接区的结构图（Wang et al., 2020; 2021; 2023; Zhang et al., 2023）

相关成果及链接如下：

1. Jianing Wang*, Fan Wang*, Youyu Lu, Hang Zhang, Qiang Ma, Larry J. Pratt, Zhixiang Zhang, Abyssal circulation from the Yap-Mariana Junction to the Northern Philippine Basin, Geophysical Research Letters, 2023, 50(6): e2022GL100610. DOI: 10.1029/2022GL100610.

https://doi.org/10.1029/2022GL100610

2. Hang Zhang, Jianing Wang*, Fan Wang, Zhixiang Zhang, Qiang Ma, Observed upper deep branch of the Pacific meridional overturning circulation north of New Guinea, Journal of Physical Oceanography, 2023, DOI: 10.1175/JPO-D-22-0180.1.

https://doi.org/10.1175/JPO-D-22-0180.1

（本文来源于海洋所官网，“科学”号信息员封婧改编提供）