南爪哇流和爪哇上升流的季节内变化过程观测研究

South Java Current (SJC) and Java Upwelling (JU) are two important and closely related eastern boundary currents in the tropical Indian Ocean. Apart from their known seasonal and inter-annual variability, the significant intra-seasonal variations associated with SJC and JU are not fully understood at all. The present proposal will dedicate to reveal the rich intra-seasonal spectrum of SJC and JU, on the basis of in situ mooring data as well as the complementary data including Argo profiles, satellite and re-analysis data. Furthermore, the critical role of equatorial and coastal Kelvin waves in modulating the SJC and JU at intra-seasonal time scale will be addressed by the linear wave decomposition method. Their difference in the spectrum structure and depth distribution is expected to be explained. The analysis is also enhanced by diagnosing one high resolution ocean model output and the mechanism understanding will be validated by a series of target-focused sensitive experiments.

南爪哇流（SJC）和爪哇上升流（JU）是热带东印度洋的两支密切联系的重要边界流，在季节、年际变化之外，它们显著的季节内变化尚未被深入认识。本申请基于爪哇沿岸和赤道印度洋的7个潜标实测海流和温盐剖面数据，结合Argo浮标剖面数据、卫星遥感和再分析资料，揭示SJC、JU季节内尺度的变化特征，通过对沿岸Kelvin波垂直结构的线性分解，阐明赤道Kelvin波、沿岸Kelvin波动过程在SJC、JU季节内尺度变化中的重要作用，认识SJC和JU具有不同谱峰结构、深度分布的原因，进一步通过高分辨率海洋模式模拟结果诊断和海洋模式敏感性试验来深化对SJC和JU的机制认识。

南爪哇沿岸流（South Java Current，简称SJC）在爪哇上升流区和邻近大洋的能量与物质交换中占据独特地位，同时作为爪哇上升流核心区，该海区动力过程又与区域乃至全球气候变化紧密联系。梳理前人研究工作，本项目针对SJC在爪哇海域核心路径上存在的多时间尺度特征开展相关研究并得到以下主要结论：.（1）SJC存在复杂且显著的季节内、半年周期和年周期变化。其中40-120天的季节内变化是最为活跃的低频信号，其对总体方差贡献为~38%，且多发生在北半球冬季季风期间（12月至次年3月）；半年周期变化发生在春/秋季风转换期，此时SJC表现为稳定且显著的东南向海流；年周期信号仅存在于40米以浅的表层，而季节内和半年周期变化在整个观测剖面都可以观测到。.（2）JUVO潜标观测数据表明，季节内尺度的流向转换是SJC的显著特征，每次持续时间大致1个月。SJC上100米的季节内变化可细分为两个谱峰：40-60天和90-120天；而深层SJC（140-350米）季节内信号更为集中在70-90天变化周期内，其季节内尺度的方差贡献高达~57%。观测结果表明，在季风转换期（4-5月，10-11月），SJC存在的半年周期变化是对赤道西风异常激发出的Kelvin波在赤道和沿岸波导区东传的响应。垂直模态分解结果表明：SJC季节内变化的第一和第二斜压模态方差贡献分别是~67%和~23%，且与MJO相关的第一斜压模Kelvin波的东传调制着SJC第一斜压模态的季节内变化。.（3）作为季节性沿岸上升流，爪哇上升流6月时首先在巴厘岛以东开始发育，随后逐渐向西推进，并在9月达到强盛期；上升流在10月自西向东迅速减弱，并在11月彻底消失；在上升流强盛期（8-9月），随着海表海表温度降低和叶绿素浓度急剧增高，浮游动物量也相应增多，且其昼夜垂直迁移现象出现钝化。研究表明，其昼夜垂直迁移的变化不仅受上升流动力过程调制，该海域光照的日变化和月相变化也明显影响其时空分布特征。此外，利用ADCP后向散射强度 来研究爪哇上升流对浮游动物时空变化的影响，具有潜在的渔业应用价值，在上升流存在期，爪哇海域鱼群增多，与金枪鱼捕获量有较好相关。