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为探究南印度洋(SIO)盐度极大值区(Smax)混合层温度(MLT)和盐度(MLS)的变化,研究人员利用 ECCOv4r4 和 Argo 观测数据开展研究。结果发现 MLT、MLS 与表面热通量等有关,还明确了各因素作用。该研究对理解区域气候有重要意义。
在广袤无垠的海洋世界里,隐藏着许多影响地球气候的关键因素,其中海洋盐度极大值区(
Smax)就扮演着极为重要的角色。这些区域不仅活跃于海 - 气相互作用过程,还通过一系列复杂的海洋环流活动,深刻影响着全球气候。在世界各大洋中,南印度洋(SIO)的盐度极大值区位于澳大利亚以西,处于 25°S - 35°S、70°E - 110°E 之间。它受印度尼西亚贯穿流(ITF)、沿岸流等多种因素影响,同时,这里也是气候变化信号的重要 “储存库”。
然而,相较于全球其他高盐度区域,南印度洋盐度极大值区却鲜被深入研究。该区域混合层温度(MLT)和盐度(MLS)的变化,对区域乃至全球气候都有着不可忽视的影响。但目前,人们对其季节性和年际变化特征以及背后的驱动机制知之甚少。为了填补这些知识空白,印度理工学院卡拉格普尔分校的研究人员开展了相关研究,其研究成果发表在《Dynamics of Atmospheres and Oceans》上,为我们揭开了这片神秘海域的部分面纱。
研究人员主要运用了两种关键技术方法。一是利用海洋环流与气候再分析产品(ECCOv4r4)数据,该数据是由麻省理工学院通用环流模型与大量原位数据集整合而来,每月平均输出,水平分辨率为 0.5°×0.5°,垂直有 50 层;二是结合 Argo 观测数据,从多方面对研究区域进行分析。
混合层温盐的季节性变化研究
研究人员首先关注了混合层温度和盐度的季节性变化。研究发现,在南半球夏季和冬季,混合层温度和盐度的主要变化趋势与表面热通量和蒸发变化紧密相连。不过,由于向南的埃克曼输送,高盐度区域位于高蒸发区域的南部。在对南印度洋高盐度区域的月度演变进行考察时,发现高盐度核心主要位于 30°S 附近,并且在 30°S 以南呈现出显著的季节性变化。
混合层温盐年际变化及影响因素分析
在研究混合层温盐年际变化时,研究人员通过协方差和收支分析等方法,明确了影响混合层热量收支和盐度变化的主要因素。结果显示,净热通量是混合层热量收支的主要且关键的组成部分,而混合层盐度的变化则主要归因于经向平流和夹卷作用。
进一步研究发现,混合层温度的变化可分为两个阶段。1992 - 2006 年为第一阶段,这期间温度大多低于气候平均值,经向平流是驱动混合层温度变化趋势的首要因素,其次是净热通量。2007 年之后进入第二阶段,此时净热通量成为驱动温度变化趋势的主要因素,经向平流退居次要地位。而在整个研究过程中,盐度变化趋势主要由经向平流驱动。
混合层深度变化及相关影响
研究还涉及到混合层深度(MLD)的变化。在 1992 - 2006 年期间,风应力旋度增强导致向下的埃克曼抽吸,进而使混合层加深;2006 年之后,风应力旋度减弱,混合层变浅。在第二阶段,混合层中经向流速的降低,对该区域的变暖及盐化起到了促进作用。
研究人员通过深入研究南印度洋盐度极大值区混合层温度和盐度的变化,揭示了其与多种海洋和大气因素之间的关系。这一研究成果不仅让我们对该区域的海洋环境有了更深入的认识,而且为进一步理解区域气候变率提供了重要依据,有助于提高气候预测的准确性,对海洋科学和气候研究领域意义重大。同时,该研究也为后续针对南印度洋盐度极大值区的研究奠定了坚实基础,未来有望在这一领域取得更多突破性进展,更好地服务于人类对海洋和气候的认知与应对。