海洋所在赤道西太平洋中深层环流季节变化研究中取得新进展

近日，中国科学院海洋研究所尹宝树研究团队在赤道西太平洋中深层环流季节变化研究中取得新进展，加强了我们对赤道太平洋中深层环流季节变化的理解，相关成果发表于JGR: Oceans。

赤道西太平洋温跃层之下存在着季节性反向的纬向流动，前人已指出该季节性变化是由年周期Rossby波第一经向模态主导。然而，以往研究大多集中在1000 米以浅，而对中深层（1000～3000 米）的研究相对较少。尹宝树团队使用ECCO再分析数据以及OFES模拟结果，在中国科学院海洋研究所“科学”号科考船维护的西太平洋潜标所获数据的支持与验证下，针对以上科学问题展开研究。

研究结果表明，西太平洋中深层环流在季节尺度上不仅具有反向特征，还表现出了明显的相位上传（图1），这些现象在潜标数据中同样可以发现。通过计算斜压模态占比，发现赤道西太平洋是由第一和第二斜压模态主导。单独的第一（图2a）或是第二斜压模态（图2b）都不具有相位的垂向传播。一系列Rossby波斜压模态叠加实验表明，第一和第二斜压模态相位差在0到π的范围内可以引起向上的相位传播（图2c），而相位差在π到2π的范围内则引起向下的相位传播（图2d）。这一相位差的存在，表明引起西太平洋中深层环流季节变化的第一和第二斜压Rossby波可能是在不同的时刻被激发的。同时，西太平洋中深层环流其实是赤道深层射流（EDJs）的一部分，EDJs在垂向上表现出了向下的相位传播。本研究表明π到2π的相位差可以引起向下的相位传播，这对研究EDJs形成机制也具有启发意义。

图1. ECCO再分析数据（1992-2015, 左侧）和OFES模拟结果（1997-2017, 右侧）沿142°E的气候态月平均纬向流速断面分布。其中OFES模拟结果进行了9～14个月的带通滤波。涂色代表流速（m/s），正值代表向东。注意，ECCO数据乘以3以方便绘图。绿色箭头展示了向上传播的季节信号。

图2. (a) 第一斜压模态；？(b) 第二斜压模态以及相位差为(c) π/2；(d) 3π/2时第一和第二斜压模态叠加的纬向速度随时间-深度变化

文章第一作者为中国科学院海洋研究所硕士研究生骆正朴，通讯作者为杨德周研究员，论文合作者包括助理研究员许灵静、博士研究生李宇轩、博士研究生张航、汪嘉宁研究员和尹宝树研究员。研究得到了崂山实验室项目、中国科学院战略先导科技专项以及国家自然科学基金等资助。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC020418

论文信息：Luo, Z., Yang, D., Xu, L., Li, Y., Zhang, H., Wang, J., & Yin, B. (2024). Baroclinic Rossby waves with phase lag cause seasonal upward-propagating signals in the mid-depth equatorial Pacific Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020418. https://doi.org/10.1029/2023JC020418

（本文来源于中国科学院海洋研究所，“科学”号信息员封婧提供）