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为明确 ENSO 引发的海洋变化能否通过 “海洋通道” 影响南印度洋（SIO）环流，研究人员利用 0.1° 高分辨率海洋模型，分析 2014-2022 年极端 ENSO 事件。发现太平洋信号经 ITF 等路径影响 SIO，对 AC 系统影响可忽略，为跨盆地海洋通信研究提供新视角。
在全球气候变化的大背景下，热带太平洋的厄尔尼诺 - 南方涛动（El Ni?o-Southern Oscillation，ENSO）作为最重要的气候模态之一，其对全球海洋环流和气候系统的影响一直是科学界关注的焦点。南印度洋（Southern Indian Ocean，SIO）作为连接太平洋和大西洋的关键海域，其上层环流和海平面变化受到多种因素的调控，包括来自热带太平洋的 ENSO 远程强迫、印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole，IOD）以及局地风场等。然而，长期以来，科学界对于 ENSO 通过 “海洋通道”（如印尼贯穿流 Indonesian Throughflow，ITF）引发的海洋变化能否有效穿透南印度洋，并进一步影响阿古拉斯海流（Agulhas Current，AC）系统等关键科学问题，仍存在较大的不确定性。特别是太平洋起源的海洋信号在南印度洋的传播路径、对环流变异的贡献比例，以及极端 ENSO 事件（如 2015-2016 年超强厄尔尼诺和 2020-2022 年连续拉尼娜）下的响应机制，尚未得到清晰阐释。这些知识缺口不仅制约了对全球海洋输送带（如 ITF 和 AC 泄漏构成的太平洋 - 大西洋水体交换通道）的理解，也影响了区域气候预测的准确性。
为填补上述研究空白，研究人员基于高分辨率 eddy-resolving 海洋模型（水平分辨率 0.1°），设计了针对 2014-2022 年时段的敏感性实验，覆盖了近期极端 ENSO 事件。通过分析太平洋起源的海洋信号传播路径及其对南印度洋环流的影响，旨在明确 ENSO 通过海洋通道对南印度洋的调制范围和时效，以及该过程对全球海洋环流系统的潜在意义。该研究成果发表在《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》。
研究主要采用了以下关键技术方法：
- 高分辨率海洋模型模拟：使用 0.1° 水平分辨率的海洋模型（如 HYCOM）进行数值实验，模拟时段为 2014-2022 年，包含 CTRL 实验等，以解析 eddy 尺度的海洋动力过程。
- 观测数据对比：利用哥白尼海洋环境监测服务（CMEMS）的 0.25° 卫星高度计数据（1993-2022 年），获取海平面高度（SSH）和海面速度场，验证模型模拟的准确性。
- 信号分解与归因分析：通过分离不同纬度带（低纬度 10°S-17°S 和中纬度 19°S-33°S）的强迫效应，量化太平洋起源信号对南印度洋各环流分量（如 ITF outflow、南赤道流 South Equatorial Current，SEC、马达加斯加东北海流 Northeast Madagascar Current，NEMC 等）的贡献比例。
南印度洋 2014-2022 年变异特征
模型评估显示，HYCOM 模拟的平均 SSH 和表面速度场与卫星高度计数据高度吻合，表明模型能够可靠再现南印度洋环流结构。进一步分析发现，ENSO 事件通过海洋通道对南印度洋上层环流产生显著滞后影响。
太平洋起源信号的传播路径
研究揭示，太平洋起源的斜压罗斯贝波（baroclinic Rossby waves）构成主要传播路径，从海洋大陆（Maritime Continent）向西延伸至马达加斯加。然而，ENSO 信号强度随西传距离迅速衰减，表明海洋通道的影响范围存在空间局限性。
对南印度洋环流的贡献量化
- ITF outflow（116°E）：太平洋信号解释了约 95% 的流量变异，凸显 ITF 作为太平洋 - 印度洋水体交换 “核心通道” 的关键作用。
- 南赤道流（SEC）：约 66% 的强度变异由太平洋信号驱动，表明 SEC 对远程强迫的敏感性较高。
- 马达加斯加东北海流（NEMC）：贡献比例约 17%，且 2015-2016 年厄尔尼诺通过海洋通道导致 2016 年 NEMC 增强、2017 年马达加斯加东南海流（Southeast Madagascar Current，SEMC）减弱，体现信号传播的时间滞后性（约 1-2 年）。
对阿古拉斯海流系统的影响
与南印度洋东部环流不同，阿古拉斯海流（AC）系统的变异主要由海洋内部变率（如中尺度涡旋、局地风应力旋度）主导，太平洋起源的 ENSO 信号影响可忽略。这表明 AC 系统对远程强迫的响应较弱，其动力机制更多依赖局地过程。
研究结论与讨论
本研究通过高分辨率模型模拟，系统阐明了 ENSO 引发的太平洋海洋信号在南印度洋的传播路径及影响强度：
- 海洋通道的有效性：太平洋信号通过 ITF 和斜压罗斯贝波路径影响南印度洋东部环流（如 SEC、NEMC），但信号强度随西传显著衰减，对马达加斯加以西海域影响有限。
- 时间尺度限制：海洋通道机制导致的环流响应存在 1-2 年滞后，且仅在年际尺度上显著，而太平洋 - 大西洋的有效通信可能需依赖年代际或更长时间尺度的信号累积。
- AC 系统的独立性：阿古拉斯海流系统受 ENSO 远程强迫影响极小，其变异主要由局地动力过程控制，这与以往关于 AC 对 ENSO 响应的争议性结论形成对比。
该研究的科学意义体现在：
- 明确了 ENSO 对南印度洋环流的调制边界，修正了 “海洋通道效应均匀覆盖整个南印度洋” 的传统认知；
- 揭示了太平洋 - 大西洋跨盆地通信的时间尺度限制，为理解全球海洋输送带的多尺度变异提供了新框架；
- 为改进区域气候模型（如南印度洋海平面预测）提供了关键参数，特别是在极端 ENSO 事件下的海洋动力过程表征方面具有实际应用价值。
未来研究可进一步结合更长时间序列的观测数据，验证年代际尺度下海洋通道的作用，并探索 ENSO 与 IOD 等模态的协同效应，以全面揭示南印度洋环流的复杂驱动机制。
