近日，《地球物理研究雜志：海洋》（Journal of Geophysical Research: Oceans）學(xué)術(shù)期刊在線發(fā)表了海洋所胡敦欣院士團隊最新研究成果“Seasonal and interannual variability of the currents off the New Guinea coast from mooring measurements”，揭示了新幾內(nèi)亞沿岸海流的垂直結(jié)構(gòu)及其季節(jié)-年際變化規(guī)律與動力機制。
太平洋低緯度西邊界流將南北半球的水團輸送到赤道海區(qū)，對熱帶西太平洋的溫躍層結(jié)構(gòu)及ENSO具有重要的調(diào)控作用。新幾內(nèi)亞沿岸流（潛流）作為唯一一支跨赤道的南太平洋西邊界流將南太平洋的高鹽水輸送至北太平洋，在南北半球的水交換乃至全球大洋輸送帶的物質(zhì)能量循環(huán)中具有重要作用。以往的潛標(biāo)ADCP觀測只有上250米的速度剖面序列，不足以覆蓋新幾內(nèi)亞沿岸潛流的深度范圍，對其下方的海流結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律仍不清楚。而且，前人進行的潛標(biāo)觀測只覆蓋了1997-1998一個厄爾尼諾（EI Nino）事件，新幾內(nèi)亞沿岸海流的年際變化及其與ENSO的關(guān)系仍需要更多的觀測數(shù)據(jù)進行檢驗和研究。
在“西北太平洋海洋環(huán)流與氣候試驗”（NPOCE）國際合作計劃的整體規(guī)劃下，胡敦欣院士和王凡研究員團隊對該海域的海流與水團結(jié)構(gòu)開展了持續(xù)性潛標(biāo)觀測。張林林研究員等人基于2015-2018年期間的潛標(biāo)觀測，并結(jié)合OFES模式數(shù)據(jù)，對新幾內(nèi)亞沿岸海流的結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律進行了研究。
潛標(biāo)ADCP很好地觀測到了上800米的海流時間序列，除了100 m以淺季節(jié)性逆轉(zhuǎn)的新幾內(nèi)亞沿岸流和其下方穩(wěn)定向西北流動的新幾內(nèi)亞沿岸潛流，在300米以深發(fā)現(xiàn)了一支平均速度約為10 cm/s的季節(jié)性逆轉(zhuǎn)海流，并將其命名為新幾內(nèi)亞沿岸中層流。該海流的存在表明風(fēng)場特別是西邊界流區(qū)的季風(fēng)強迫不止作用于上層海洋，其影響深度可以達到800米深度。團隊采用線性連續(xù)層化模式成功模擬了觀測到的三層海流結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化特征，發(fā)現(xiàn)第一和第二斜壓模的組合主導(dǎo)了海流的垂直結(jié)構(gòu)及其季節(jié)循環(huán)，體現(xiàn)了對局地季風(fēng)和大洋內(nèi)區(qū)Rossby波的共同響應(yīng)。
潛標(biāo)站點（1.7 S，141.4 E）ADCP測得的上800 m沿岸速度（a）和速度異常（b）的月平均
ADCP觀測顯示新幾內(nèi)亞沿岸潛流的流核在厄爾尼諾期間可延伸到表層并且在拉尼娜（La Nina）期間加深，而流核速度隨ENSO變化較小，1980-2018年期間的OFES模式數(shù)據(jù)合成分析也證實了該結(jié)論。這可能和新幾內(nèi)亞沿岸潛流在流出所羅門海時3個不同出口海峽的流量分配有關(guān)，Vitiaz海峽的地形約束作用使得ENSO信號在很大程度上被削弱。
潛標(biāo)ADCP觀測的新幾內(nèi)亞沿岸流/潛流年際變化
該研究成果有力地促進了對新幾內(nèi)亞沿岸海域海流垂直結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的認識，并為進一步研究太平洋跨赤道物質(zhì)能量輸運過程及其對印尼貫穿流變異的影響奠定了基礎(chǔ)。
本研究得到國家自然科學(xué)基金面上項目、創(chuàng)新群體項目、科技部重點研發(fā)計劃、中科院先導(dǎo)科技專項的聯(lián)合資助，海上考察得到基金委共享航次計劃項目、山東省重大科技創(chuàng)新工程項目的資助。
Zhang L.*, J. Wu, F. Wang, S. Hu, Q. Wang, F. Jia, F. Wang, and D. Hu, 2020, Seasonal and interannual variability of the currents off the New Guinea coast from mooring measurements, J. Geophys. Res., doi: 10.1029/2020JC016242.
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2020JC016242
