14年滑翔机重复观测揭示伊比沙海峡多尺度海洋变率及其对生物地球化学过程的影响

这篇综述通过SOCIB（巴利阿里群岛海岸观测预报系统）2011-2024年持续开展的"Canales"滑翔机任务，系统分析了伊比沙海峡（IC）水团交换的地转输运（GV）与多尺度变率。研究创新性地采用几何学方法识别冬季中间水（WIW），揭示了季节性循环（如冬季南向流占主导）与气候变化的长期趋势（如除大西洋新近水AWr外所有水团均呈现暖化与盐化），强调了高分辨率持续观测对理解海洋动力过程与生态系统响应的关键作用。

　　

多尺度海洋变率在伊比沙海峡的14年滑翔机重复观测

1 引言

伊比沙海峡作为西地中海的关键隘口，连接南北次海盆的水团交换，是生物多样性热点区域。SOCIB自2011年起通过"Canales"项目部署滑翔机，获取了76,235个CTD剖面，首次实现从日际到年代际的多尺度连续观测。

2 滑翔机数据

采用Slocum深潜滑翔机（G1-G3型）沿39°N断面采集10-950米层温盐数据，水平分辨率约2公里。数据经过热滞后校正（L1corr产品）和24公里平滑处理，消除内波等非地转信号干扰。

3 方法学

创新点包括：

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  几何学自适应法检测WIW（克服传统θ<13°C/S<38.3标准失效问题）

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  底部参考层地转流速计算

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  周尺度时间序列构建（2011-2024）

4 环流特征

月气候态显示：

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  冬季强南向流（净输运-0.54 Sv）由北向流（NC）主导

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  9月出现反常北向流（0.32 Sv），与AW_r输入相关

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  LIW核心在400-500米层盐度最大（S>38.35）

5 水团动力学

θ/S图解揭示：

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  AW_r（S<37.5）在秋季占比达14%

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  2016/2017年秋季出现AW_r强入侵事件（>0.5 Sv）

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  WIW南向输运峰值见于2015年5月（-0.75 Sv）

6 气候变化响应

线性趋势显示：

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  所有水团暖化（WIW最快：0.48°C/十年）

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  AW_r盐度独降（-0.08 psu/十年）

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  密度层化加剧（ρ趋势：上层-0.1 kg/m³/十年）

7 讨论与展望

滑翔机观测填补了卫星与船舶数据的时空空白，但需注意：

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  6→24公里平滑可消除夏季温跃层虚假偶极子

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  几何学法使WIW检出量比传统方法高7倍

  未来建议结合高频雷达与生物传感器，深化多圈层耦合研究。