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在苏门答腊西南海域，海洋生物物理变化影响着生态系统与渔业，但此前缺乏相关观测数据。研究人员开展该区域海洋温度、盐度等观测研究，发现即便当地风场不利于上升流，远程风场也能通过开尔文波（Kelvin waves）影响营养供给。这为验证模型提供数据，意义重大。
在热带印度洋，苏门答腊和爪哇西南海岸附近的海域，有着独特的沿海上升流系统。这一系统就像是海洋中的 “营养工厂”，在季节性和年际变化中，它会被东南风以及从赤道印度洋传来的开尔文波驱动。富含营养的冷水上升，不仅改变了上层海洋的温度和生物地球化学平衡，还像一把 “钥匙”，开启了浮游植物生长的大门，进而影响整个海洋生态系统的 “运转”，对当地渔业发展也有着至关重要的作用。
然而，这个神秘的海洋系统还藏着许多 “谜题”。虽然卫星观测能捕捉到海洋表面的一些变化，但对于海面以下的物理和生物地球化学变化，人们却知之甚少。此前的研究在该区域面临诸多挑战，数值模型估算存在较大不确定性，而且受到厄尔尼诺 - 南方涛动（El Ni?o/Southern Oscillation）和印度洋偶极子（IOD）等气候现象的强烈影响，使得研究更加复杂。更重要的是，以往对苏门答腊西南海域的观测数据十分匮乏，这就像拼图中缺失了关键的几块，严重阻碍了人们对该区域海洋生态系统的深入理解。
为了揭开这些 “谜题”，来自国外的研究人员踏上了探索之旅。他们在 2017 年 12 月 5 日至 2018 年 1 月 1 日期间，乘坐 “未来号”（R/V Mirai）研究船，来到苏门答腊西南海域（4.2°S，101.5°E）进行实地观测。这次观测意义非凡，相关成果发表在《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在观测期间，“未来号” 研究船定点作业，利用船载测量系统收集了丰富的气象数据，包括风速、降水和光合有效辐射（PAR）等；使用电导率 - 温度 - 深度（CTD）剖面仪，每隔 3 小时从海面到 300 米深度收集温度、盐度数据，并计算潜在密度（σθ）；借助声学多普勒电流剖面仪（LADCP）和湍流海洋微观结构采集剖面仪（TurboMAP），对垂直湍流混合进行估算；通过尼金瓶（Niskin-X bottles）采集不同深度的水样，分析叶绿素 a（Chl-a）和硝酸盐数据。此外，还结合了卫星数据和海洋再分析数据集，从多个角度对海洋变化进行研究。
研究结果显示，在观测期间，赤道东印度洋盛行西风，苏门答腊西南海域则是西北风，这种风场条件不利于当地沿海上升流的形成。然而，研究人员却有了意外发现。从 12 月中旬到下旬，温跃层（thermocline）逐渐变浅。进一步研究发现，这一变化源于赤道和沿海开尔文波的传播，是赤道中东印度洋东风（西风减弱）出现后的响应。随着温跃层变浅，温跃层顶部出现了强烈的混合现象，营养物质向上输送到光合层（euphotic layer），同时，海洋次表层的浮游植物也开始生长。
从海洋温度和盐度剖面来看，大部分观测期间混合层深度（MLD）较浅，等温层深度（ILD）较深，形成了厚厚的障碍层。在观测过程中，还发现了一些有趣的现象，如晴天时 ILD 会因昼夜循环出现变浅的情况，混合层则会在 1 - 2 天的时间尺度上频繁加深或变浅。
Chl-a、PAR 和硝酸盐的变化在观测期的不同阶段呈现出不同的特征。前期，Chl-a 变化明显，PAR 信号与降水相关，硝酸盐信号也较显著；中期，次表层 Chl-a 信号较弱，营养层顶部逐渐变浅， euphotic zone 出现硝酸盐耗尽的情况；后期，次表层 Chl-a 信号增强，出现了 Chl-a 最大值，同时温跃层、营养层变浅，硝酸盐信号到达 euphotic zone 底部。
通过估算垂直湍流硝酸盐通量发现，在观测后期，70 - 100 米深度的湍流营养通量较大，且与硝酸盐含量的增加存在一定关联，尽管这种关系因忽略了生物消耗和水平平流过程而存在一些误差。
卫星观测方面，由于该区域 12 月多云，卫星观测数据有限。从仅有的数据来看，卫星观测到的 Chl-a 分布与实地观测差异较大，难以捕捉到次表层生物的变化。
利用海洋再分析数据集进一步研究发现，其温度、盐度数据与观测数据有一定的对应关系，但也存在一些差异，如未能再现混合层的加深事件和部分低盐度水的变化情况。不过，再分析数据也显示，在 12 月下旬，研究区域出现了 Chl-a 信号增强的现象，这与实地观测结果相呼应。
综合来看，研究结论表明，尽管当地风场不利于沿海上升流，但远程风场通过开尔文波的传播，影响了苏门答腊附近海域的营养供给，进而驱动了海洋生物物理变化。这一发现意义重大，它为验证东印度洋生物物理模型提供了基础数据，有助于人们更准确地理解海洋生态系统的运行机制，也为当地渔业管理提供了科学依据。同时，研究结果还暗示了该区域海洋生态系统对气候变化的潜在响应，为后续研究指明了方向。未来，研究人员计划进一步对苏门答腊 - 爪哇上升流区域进行观测，相信会有更多新的发现，为我们揭示这片神秘海洋区域的更多奥秘。
