广州海洋实验室研究揭示黑潮入侵南海的涡对结构及其对高盐水输送的影响----广州海洋实验室

科研进展

广州海洋实验室研究揭示黑潮入侵南海的涡对结构及其对高盐水输送的影响

发布时间：2021-07-21 来源：科研规划部

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广州海洋实验室杜岩研究员团队基于Argo浮标温盐剖面和卫星遥感观测数据，捕捉到2015年秋冬季在南海连续出现的两次黑潮入侵过程，完整展示了黑潮入侵南海的涡对结构，并从涡旋裹挟和急流输送的角度揭示了两次涡对结构对高盐水输送的不同影响机制，加深了对黑潮水入侵南海的认识。相关研究成果以“Influence of two eddy pairs on high-salinity water intrusion in the northern South China Sea during fall-winter 2015/2016”为题发表在国际期刊Journal Geophysical Research: Oceans（地球物理学研究杂志：海洋）。

南海是西北太平洋最大的边缘海，其地理位置特殊，海洋动力过程复杂。其中，南海与西太平洋的水体交换一直是国内外研究的热点问题。黑潮是西北太平洋最强的西边界流，当其北上经过吕宋海峡时，由于失去岸界的阻挡常向西弯曲入侵南海。以往的研究表明，黑潮在冬季常以流套的方式入侵南海，且多伴随着反气旋涡的脱落。脱落的涡旋将黑潮高盐水带入南海内区，进一步影响南海的环流结构、水团性质以及生态过程。

本研究发现在2015年秋冬季南海东北部接连出现两次黑潮入侵过程，且呈现独特的涡对结构（图1）。能量分析显示，黑潮入侵引起的正斜压不稳定是流套中反气旋涡生成和发展的主要能量来源，但是两次过程中南侧气旋涡的发展不同。过程1中局地风场和斜压不稳定为气旋涡的发展提供了充足的能量；而过程2中气旋涡仅由流套南侧的急流剪切诱导产生，因缺少足够的能量供给而没有充分发展。在反气旋涡和气旋涡组成的涡旋对中间出现强的西向急流。深入探究两次涡对结构在黑潮高盐水入侵中影响，结果表明：在过程1中，由于涡对的充分发展，涡旋总的裹挟效应占高盐水输送的74%，而涡对中间的急流输运占剩余的26%；在过程2中，西向急流和北侧反气旋涡主导了高盐水的输送，分别贡献了52%和43%的高盐水输送，而气旋涡的裹挟效应贡献仅占5%（图2）。该研究除了关注黑潮流套中脱落的反气旋涡，更指出其南侧的气旋涡以及西向急流在高盐水输送中的重要贡献，说明了南海背景环流在涡对的发展以及高盐水再分配中的重要作用，有助于进一步理解南海北部黑潮入侵的中尺度动力过程。

文章链接：Wang, X., Du, Y., Zhang, Y., Wang, A., & Wang, T. (2021). Influence of two eddy pairs on high-salinity water intrusion in the northern South China Sea during fall-winter 2015/2016. Journal of Geophysical Research: Oceans, 126, e2020JC016733. https://doi.org/10.1029/2020JC016733

图1. 2015/16年秋冬季黑潮入侵过程中南海北部次表层盐度的分布

图2. 2015/16年秋冬季涡对的发展及其高盐水输送示意图

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