印尼贯穿流的垂向结构及其多时间尺度变化

The Indonesian Throughflow (ITF) is the only tropical interocean exchange pathway of the global ocean. It provides a conduit for Pacific Ocean to reach into the Indian Ocean, forming a key component of the larger scale ocean and climate systems. Many previous studies have investigated the variability of the ITF transport variations based on INSTANT project observation. However, our understanding for its vertical profile, which is important for the heat transport from the Pacific to Indian Ocean, and involved mechanisms is very limited. Based on the up-to-date 13-year in-situ records of the Makassar throughflow, together with high-resolution air-sea coupled model, this proposed study is aimed to reveal the vertical structure of ITF and its multi-scale variability. Two key scientific questions will be addressed: 1) How is the ITF vertical structure related to South China Sea circulations and West boundary Currents of the Pacific Ocean; 2) Why the ITF changed abruptly after the 2015/16 super El Nino event and what is the physical mechanism? The results of this proposal are intended to better understanding the mechanism of extreme climate events developing in both Indian Ocean and Pacific Ocean. And provide references for improving the regional climate prediction of the "Joining area of Asia and Indian-Pacific Ocean ".

印尼贯穿流是连接热带东印度洋与西太平洋唯一的海洋通道，对太平洋、印度洋环流以及气候系统都有重要的影响。基于INSTANT计划观测数据和数值模拟，目前对印尼贯穿流的流量变化已开展了大量的研究工作，最新的观测资料表明印尼贯穿流垂向结构变化在很大程度上决定了太平洋向印度洋的热量输运，然而对于印尼贯穿流垂向结构变化特征及其动力机制还缺乏比较清晰的认识。本项目将基于Makassar海峡13年的潜标观测数据，并结合高分辨率海气耦合模式模拟，研究印尼贯穿流的垂向结构特征及其多时间尺度变化。项目拟主要解决以下两个科学问题：1）揭示印尼贯穿流垂向结构的多尺度变化与南海环流和太平洋西边界流之间的联系机制；2）进一步阐明2015/16超强厄尔尼诺事件后印尼贯穿流发生强突变的动力机制。本项目的研究成果将进一步增强对太平洋和印度洋气候异常事件发展进程的理解，为改善“亚印太交汇区”区域气候的预测提供参考依据。

印尼贯穿流是影响太平洋、印度洋温度、盐度分配乃至气候系统的重要环流，其垂向结构变化在很大程度上决定了太平洋向印度洋的热量输运，然而目前对印尼贯穿流垂向结构多尺度变化研究较少。本项目基于多年潜标观测数据，结合高分辨率数值模拟，分析了印尼贯穿流垂向结构特征及多时间尺度变化，明确了周边流系（太平洋西边界流系，南海环流）对印尼贯穿流垂向结构季节、年际变率的影响机制及相对贡献，重点探讨了了2015/16超强厄尔尼诺事件后印尼贯穿流垂向结构强突变的原因。.通过开展以上研究，取得了以下主要研究结果：1）阐明了印尼贯穿流垂向结构（次表层、次温跃层）对印度洋、太平洋气候强迫的不同响应机制，次温跃层滞后响应ENSO信号，且呈现明显的年代际变化，为印-太海盆热量输运、西太暖池的长期变化研究与预测提供新的机制； 2）提出热带南北太平洋混合水团进入印尼贯穿流的新路径—北赤道次表层流。在2015/2016极端厄尔尼诺事件后印尼贯穿流次温跃层流量突变的原因为北赤道次表层流的异常增强入侵，为太平洋-印度洋次温跃层洋际交换提供了科学依据。3）定量揭示了南海南部Mindoro-Sibutu海峡对于印尼贯穿流的调制作用，以及在南海环流动力过程与周边海域物质能量交换中的重要性，为南海上、中层环流理论的研究提供新的思路。.以上取得的成果均已发表于国际知名学术期刊，到目前为止，受本项目资助发表学术论文3篇，其中本项目第一资助两篇，第二资助一篇。项目执行期间，项目负责人获得副高职称，博士后出站后转聘为副教授。