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西太平洋复杂地形下深海动力过程和与上层海洋的联系
创建时间:2024-11-22 00:00
年度:2024

一、项目总体实施情况

项目已按资助计划书要求完成全部任务目标。项目在GRLJPOJGR等地学权威杂志上发表学术论文16篇,其中第一标注10篇。

二、研究结果

1、取得科学认识及其意义

第一、发现了太平洋赤道中层流多尺度变异规律,建立起中层水体与气候变化的联系通道。

项目给出了西太多支中层流存在的直接观测证据,并细致刻画了其结构特征。发现中层存在与上层分离的季节内能量大值区、季节变异、与ENSO密切相关的年际变异、受太平洋年代际振荡(PDO)调制的年代际变异,首次发现ENSOPDO信号对赤道中层水体运动的影响。阐明了中层流多尺度变异的线性动力学机制,建立起气候信号向中深层传递的联系通道。

第二、绘制出国际上首幅热带西太深层环流结构和流量分布图,提出了上层海洋信号向下传递并驱动深层环流多尺度变异的新机制。

揭示了太平洋经向翻转环流深层上下分支(U-PMOCL-PMOC)进出西太的路径、流量和变异。发现11月至来年4L-PMOC携带约4Sv的南极绕极下层水(LCPW)从东马里亚纳海盆,经雅浦-马里亚纳海沟连接区(YMJ)向北进入西马里亚纳和向南进入西卡罗琳海盆,而后约0.75SvLCPW通过九州帕劳海脊深水通道进行北菲律宾海盆,因受地形阻挡无法继续进入南菲律宾海盆,只能通过混合作用吸热上升进入U-PMOC层,而后约2.2Sv从新几内亚岛以北深水通道流出。

提出了上层海洋信号向下快速传递并驱动深层环流多尺度变异的新机制。发现深层流存在着季节内-季节的快变特征。在YMJ和新几内亚岛以北,深层流季节变化的解释方差可达到50%以上,指出由上层海洋驱动的压力差和Rossby波分别为控制因子。粗糙和平坦地形处的深层季节内变异主要由地形波动和深层中尺度涡引起,分别通过位涡守恒、压力做功等建立起与上层涡旋的“同频共振”关系。

2、对解决西太计划关键科学问题的贡献

项目研究成果显著加深了对西太平洋中深层环流和多尺度动力过程的科学认知。

3、成果列表

共发表论著16篇,其中第一标注10篇。部分代表性成果列表如下:

[1]     Jianing Wang*, Fan Wang*, Youyu Lu, Hang Zhang, Qiang Ma, Larry J. Pratt, Zhixiang Zhang, Abyssal circulation from the Yap-Mariana Junction to the Northern Philippine Basin. Geophysical Research Letters, 2023, 50(6): e2022GL100610.(第一标注)

[2]     Jianing Wang, Qiang Ma, Fan Wang*, Dongxiao Zhang, Linking seasonal-to interannual variability of intermediate currents in the southwest tropical Pacific to wind forcing and ENSO. Geophysical Research Letters, 2021, 48(5), e2021GL092440.(第一标注)

[3]     Jianing Wang, Qiang Ma, Fan Wang*, Youyu Lu, Larry J. Pratt, Seasonal variation of the deep limb of the Pacific meridional overturning circulation at Yap-Mariana Junction. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2020, 125(7), e2019JC016017.(第一标注)

[4]     Zhixiang Zhang, Larry J. Pratt, Fan Wang, Jianing Wang*, Shuwen Tan, Intermediate intraseasonal variability in the western tropical Pacific Ocean: meridional distribution of equatorial Rossby waves influenced by a tilted boundary. Journal of Physical Oceanography, 2020, 50(4): 921-933.(第一标注)

[5]     Qiang Ma, Jianing Wang*, Fan Wang*, Dongxiao Zhang, Zhixiang Zhang, Yilong Lyu, Interannual variability of lower equatorial intermediate current response to ENSO in the western Pacific. Geophysical Research Letters, 2020, 47(16), e2020GL089311.(第一标注)

[6]     Duhan Shen, Jianing Wang*, Zhiyu Liu, Fan Wang*, Mixing in the upper western equatorial Pacific driven by westerly wind event. Frontiers in Marine Science, 2023, 9: 907699.(第一标注)

[7]     Ying He, Jianing Wang*, Fan Wang*, Toshiyuki Hibiya, Spatial distribution of turbulent diapycnal mixing along the Mindanao current inferred from rapid-sampling Argo floats. Journal of Oceanography, 2022, 78: 35-48.(第一标注)

[8]     汪嘉宁*, 马强, 王凡, 刘彤, 张航, 张志祥, 西太平洋深层西边界流研究进展. 地球科学进展, 2022, 37(1), 26-36.(第一标注)

[9]     赵秋雅, 汪嘉宁*, 张航, 张志祥, 马强, 马卫东, 王凡, 杨红卫, 雅浦-马里亚 纳海沟连接区深层流季节内变异的特征和机制. 海洋与湖沼, 2023, 54(5): 1274 1285.(第一标注)

[10] 何英, 汪嘉宁*, 王凡, 基于数值模式评估细尺度参数化方案在南大洋背风波 生成源地的适用性. 海洋与湖沼, 2023, 54(3):679-688.(第一标注)

三、存在的问题及建议

无。