波斯湾与阿曼湾水团交换及海洋学特征评估：物理参数变化与声速分布研究

本研究针对波斯湾(PG)、霍尔木兹海峡(SH)与阿曼湾(GO)水团交换机制不清的核心问题，通过系统监测温度(T)、盐度(S)、密度(σθ )等物理参数，揭示了夏季PG表层水温(>35.5°C)显著高于GO、冬季40-60m深度盐度梯度最大等关键特征，首次报道了PG水团在GO西南150m以深区域的渗透现象(S>40 psu)，并计算出PG平均水体更新周期(TResidence )为1.82年。该研究为区域海洋环流建模提供了重要观测依据。

　　

波斯湾与阿曼湾作为全球最重要的石油运输通道，其海洋动力学特征长期缺乏系统性研究。这片海域不仅承载着全球60%的石油海运量，更因其独特的半封闭地理结构形成极端海洋环境——夏季水面温度高达50°C，盐度梯度变化剧烈，水体分层现象显著。然而，受限于复杂的政治环境和观测难度，该区域水团交换机制、物理参数时空变化规律等基础科学问题始终悬而未决，严重制约着区域海洋预报模型的精度。

伊朗国家海洋与大气科学研究院的研究团队通过为期四年的"波斯湾-阿曼湾海洋监测计划(PGGOOMP)"，利用科考船Persian Gulf Explorer进行了9个航次的综合调查。研究首次系统揭示了该海域多尺度物理特征：夏季PG表层水温(35.5°C)显著高于GO，形成强温跃层；冬季40-60m深度出现盐度突变层(halocline)，密度异常值在PG深水区达到峰值。通过理查森数(R_i
)分析，证实SH区域夏季存在显著速度剪切，而静态稳定度(E)显示PG东部水体冬季稳定性更强。

关键技术包括：CTD剖面仪获取温度-盐度-深度数据、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测量SH双向流、XBT投弃式探头追踪水团运动轨迹，以及基于Fofonoff-Millard方程计算密度异常(σ_t
)。所有数据均来自2018-2022年间在PG、SH和GO西部设置的72个标准水文站位。

【研究结果】

1. 海水物理特性：
   夏季PG出现全球罕见的超高温表层水(>35.5°C)，冬季呈现东暖西冷格局。声速剖面显示夏季表层声速峰值达1557.5 m/s，与温度分布高度相关。

2. 水团分层与混合：
   密度驱动流形成PG-SH-GO三区域耦合系统，SH存在典型的双层结构——表层印度洋水(IOSW, S=36.5-37.2 psu)流入PG，底层波斯湾水(PGW, S>40 psu)涌向GO。

3. 交换动力学特征：
   通过计算Richardson数发现SH夏季湍流混合更强(R_i
   <0.25)，冬季稳定层结(E>10 J/m³
   )。PGW在GO西南150m以深形成高盐舌状体，证实了密度驱动溢流的持续存在。

4. 水体更新周期：
   采用盐度质量平衡法计算出PG平均滞留时间(T_Residence
   )为1.82年，显著短于既往2-5年的理论估算值，表明区域水交换比预期更活跃。

该研究建立了PG-GO系统首个基于现场观测的物理参数数据库，修正了传统理论模型中关于水团更新速率的认知。发现的极端温盐条件为理解气候变化下边缘海响应提供了天然实验室，而精确的声速剖面数据则对区域水下声学监测具有直接应用价值。研究人员建议在PG南部增设观测站位，并开展SH断面流量长期监测，以进一步完善区域海洋动力学模型。论文成果发表在《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》，为"一带一路"关键海区的海洋环境安全保障提供了科学支撑。