海洋盐度多年代际趋势对太平洋低纬度西边界流和印尼贯穿流的影响

The low-latitude Pacific western boundary currents, including the Mindanao Current and New Guinea Coastal Undercurrent, and Indonesian Throughflow is a closely related current system. This system plays an important role in the warm pool variability and heat and freshwater balance between Indian and Pacific basins by significant horizontal heat and salt transport. Salinity is one of the important factors in influencing the oceanic stratification, horizontal pressure gradient and hence ocean circulations. Observation shows a significant multidecadal trend in the tropical Indo-Pacific oceanic salinity during the past decades. However, the influence of multidecadal ocean salinity trend in the tropical Indo-Pacific Ocean on the Pacific low-latitude western boundary currents and Indonesian Throughflow has been overlooked chronically, and at present is still an unknown scientific question. This program aims to answer the above question by using observational data collected in the past decades, reanalysis, assimilations and numerical model output accompanying with a series of sensitivity numerical experiments, with a focus on study of the influence of tropical Indo-Pacific Ocean salinity trend in the past nearly 20 years on the Pacific low-latitude western boundary currents and Indonesian Throughflow. This program will be of help in addressing the basic scientific issues about mechanisms of inter-decadal variability of the low-latitude ocean circulations, and therefore of important scientific significance.

棉兰老流和新几内亚沿岸潜流组成的太平洋低纬度西边界流与印尼贯穿流是一个密切联系的环流系统。该环流系统通过显著的水平热盐输送，在暖池变异和印太海盆间的热量与淡水平衡中扮演重要角色。盐度是影响海洋层化和水平压力梯度、进而影响海洋环流的重要影响因子之一。观测数据显示热带印太海域海洋盐度在过去几十年中具有显著的多年代际变化趋势。但是，盐度的多年代际趋势对太平洋低纬度西边界流和印尼贯穿流的影响却长期被忽视，到目前仍是一个未知的科学问题。本项目拟使用过去几十年的观测、再分析、同化和数值模拟资料，并结合一系列敏感性数值模拟实验，研究上述科学问题，重点研究热带印太海洋盐度近20年的变化趋势对太平洋低纬度西边界流和印尼贯穿流的影响。本项目将有助于解决有关低纬度海洋环流低频变化机制的基础科学问题，具有重要科学意义。

太平洋低纬度西边界流与印尼贯穿流在印太海洋环境和气候系统中扮演重要角色，盐度是影响海洋层化和水平压力梯度、进而影响海洋环流的重要影响因子之一。观测数据显示热带印太海域海洋盐度在过去几十年中具有显著的多年代际变化趋势。但是，盐度的多年代际趋势对太平洋低纬度西边界流和印尼贯穿流的影响却往往被忽视，长期是一个未知的科学问题。本项目以上述科学问题为核心展开了一系列研究，取得了如下研究结果：1）利用历史资料和模式输出揭示了热带印太海域海洋盐度的多年代际变化及其趋势，发现热带太平洋温跃层等密度面盐度的低频变化存在显著的三极模态，并命名为TMOS，通过盐度收支分析和理论诊断研究了TMOS模态的形成机制；2）基于长期水文观测数据和模式模拟揭示了过去六十多年间热带西太平洋北赤道流、北赤道逆流、棉兰老流、源地黑潮、新几内亚沿岸潜流和印尼贯穿流流量的多年代际变化和趋势；3）分离并讨论了温度变化和盐度变化在海流变化中的贡献，发现北赤道流、棉兰老流和新几内亚沿岸潜流在过去60多年中均表现出显著的长期增强趋势，主要是温度变化贡献的，但发现印尼贯穿流流量在1955-2017年间的增强趋势主要是盐度长期变化趋势导致的，盐度效应贡献了印尼贯穿流流量长期趋势的(67±14)%。上述研究成果揭示了热带西太平洋海洋盐度的变化趋势及其对热带太平洋西边界流和印尼贯穿流长期变化的影响，对理解全球气候变暖背景下大尺度海洋环流的变化具有重要意义，为认识全球变化下的印太海洋环流变化趋势提供了重要的观测证据，具有重要的科学意义。