赤道印度洋Wyrtki急流高频变化研究

A remarkable IO phenomenon is the occurrence of strong eastward surface jets during the intermonsoon periods, with a weak westward flow during winter and summer and a strong eastward flow during April-May and October-November, commonly referred to as Wyrtki Jets (WJs). They are unique to the IO, owing their existence to the semiannual westerly equatorial winds. The WJs are climatically important because they carry warm upper layer waters eastward, thereby increasing sea level and mixed layer thickness in the east and decreasing them in the west. Kinds of studies focused on the long term variability of WJs associated with less concern on the high frequency variability of WJs due to the lack of observation. The spacial and temporal features of WJs from diurnal to intra-seasonal time scale are still open questions as well as relevant mechanisms. This project aims to disclose the spacial and temporal characters of WJs during boreal spring and fall seasons ranging from diurnal time scale to intra-seasonal time scale as well as the dynamic mechanism responsible for their changes. The long term variability of high frequency WJs feature is another foci for this project. In addition to this, the influence of high frequency WJs on the local ecosystem will also be considered.

Wyrtki急流是热带印度洋独特的周期性海洋环流系统，出现于每年春季和秋季，对热带印度洋海洋上层质量、能量输运产生重要影响，并且影响了赤道印度洋、东南印度洋及孟加拉湾的海洋生态系统以及热带印度洋海气相互作用事件。目前，Wyrkti急流的研究主要关注其长周期变化特征，对其高频变化以及会产生如何影响是至今还不清楚的科学问题。本项目拟从此角度出发，通过对观测资料和数值试验结果的诊断分析，阐明自然变率情况下，Wyrkti急流高频变化特征及影响机制。重点关注两个问题：Wyrkti急流在春季和秋季分支中的日变化、周变化的时空变化特征及影响机制？Wyrkti急流高频变化的多时间尺度变化特征如何？本项目研究将加深热带印度洋上层海洋环境多时间尺度变化认知，为进一步利用耦合模式模拟并深入理解其气候和生态效应影响奠定重要的物理基础。

受季风系统影响，热带印度洋存在独特的海流：Wyrtki急流。该海流强度大，存在时间稳定，是东、西印度洋物质和能量交换的重要媒介。本项目基于现场观测资料、再分析资料和数值模式结果，针对Wyrkti急流的高频变化特征及影响机制以及印度洋海洋环境的多时间尺度变化进行了分析。结果表明：.1）Wyrkti急流存在显著的高频变化特征，急流中心区域及边界区域存在显著日变化现象，且日变化特征在春季和秋季存在明显差异。除日变化外，急流的季节内变化也受到了海洋波动过程的影响，赤道西传Rossby波是导致急流消亡的一个重要因素。.2）Wyrkti急流显著影响了东西印度洋间的盐度及次表层海洋生化要素。在年际时间尺度上，急流在不同年份的强弱亦不相同，显著影响了赤道印度洋附近的海表盐度变化。急流通过影响东印度洋上层海洋动力结构以及上层海洋混合，进而控制了东印度洋海洋次表层海洋初级生产力变化。当急流增强时，赤道东印度洋海洋次表层初级生产力偏低，而急流减弱时，赤道东印度洋海洋次表层初级生产力升高。此外，海洋中尺度涡旋也是调制海洋表层叶绿素变化的重要动力要素。.3）热带太平洋通过跨洋盆相互作用，影响了印度洋海洋动力环境。在年际和年代际时间尺度上，ENSO事件调控了东印度洋温跃层及盐度的变化。. 在本项目支持下，项目组开展了卓有成效的国际合作，并于2019年成功进行了首次中-肯尼亚联合调查，成功布放了我国在肯尼亚海域的实时锚系浮标系统，获取了宝贵的现场观测数据，推动了中-肯海洋合作走向深入。