棉兰老潜流的时空变化及其影响机制

In the subsurface layer, several currents with reversed velocity were reported under the surface western boundary currents (WBCs), and they were called western boundary undercurrents (WBUCs). As the main part of the ocean circulation system, WBUCs play important roles in the subsurface heat and mass transportations. Among the WBUCs, the researches about Mindanao undercurrent (MUC) are more than the others. For the limit of observational data and research method in the past, there are also some weaknesses in the studies of temporal and spatial structure of MUC and its influence mechanism. This project focuses on the studies of 3-dimension velocity structure, mass transportation and temporal structure of the MUC, using several new data and high-resolution regional model. Considering the role of local and non-local effects, we will study the influence of multi-scale factors, and obtain the contributions of different factors. Through this research, we try to build the frameworks of WBUC dynamic model, and develop the ocean circulation dynamics in the final.

在世界大洋的许多地方均发现在表层的西边界流（WBC）下方往往有与之反向的次表层潜流（WBUC）存在。WBUC不仅是大洋环流系统的重要组成部分，而且在次表层经向质量、热量输运过程中起到了重要的作用。棉兰老潜流（MUC）是其中研究时间较长、认识较多的一支，然而由于观测数据和研究手段的限制，其时空分布特征及相关影响机制的研究还存在很多薄弱环节。本项目拟使用不断更新的各种资料，结合数据分析和高分辨率区域数值模拟明确MUC的三维结构、水团输运特征、时间变化特征等。在分析局地和非局地作用的基础上，最终考虑多尺度因子叠加对MUC的影响，定量得到不同因子对MUC的贡献和作用。本研究对于最终建立WBUC动力学模型，推动大洋环流动力学理论的进一步发展，具有重要的科学意义。

在菲律宾海，北赤道流（NEC）在抵达菲律宾沿岸后分叉，分为向南流动的棉兰老流（MC）和向北流动的黑潮（KC）。20世纪80年代晚期在热带西太平洋MC下方发现了与表层流反向的棉兰老潜流（MUC），随后在其他大洋WBC下方也陆续有所发现，比如新几内亚沿岸潜流（NGCUC）、吕宋潜流（LUC）、北赤道潜流（NEUC）、东澳大利亚潜流（EAUC）、阿加勒斯潜流（AUC）、索马里潜流（SUC）等，统称为“西边界潜流（WBUC）”。这些WBUC大多携带大洋跃层水和中层水，进行经向跨半球或者跨纬度输运。棉兰老潜流（MUC）是其中研究时间较长、认识较多的一支，然而由于观测数据和研究手段的限制，其时空分布特征及相关影响机制的研究还存在很多薄弱环节。本项目基于观测资料和卫星数据，阐述了MUC的气候态三维结构，及其与吕宋潜流（LUC）、北赤道潜流（NEUC）之间的相互关系，并给出潜流的形成机制。通过Argo的格点化数据，我们分析了菲律宾海域中层水的分布及时间变化规律，以及次表层潜流对中层水变化规律的影响。我们还对热带西太平洋中尺度涡旋的分布与经向输运做了部分工作，研究了该海域的涡旋统计规律，从而研究涡旋对菲律宾海域表层流及次表层流的影响。本研究的主要结果丰富了对此海域的认识，给以后的数值模拟和气候预报方面提供了理论依据，对于推动大洋环流动力学理论的进一步发展，具有重要的科学意义。