南北赤道流交汇区海洋环流结构、变异与机理

Ocean circulation in the area between the Mindanao Is. and New Guinea is so complex that there are many unsolved scientific problems on the structure of the water masses and currents and their relationship. The overall circulation picture in this region is as follows. The North Equatorial Current (NEC) and South Equatorial Current (SEC) are confluent through the Mindanao Current (MC) and New Guinea Coastal Current/Undercurrent (NGCC/NGCUC), while the NECC and Indonesia Throughflow (ITF) in the upper layer as well as the Equatorial Undercurrent (EUC) and Mindanao Undercurrent (MUC) in the lower layer flow out. There are still some scientific issues unsolved on the ocean circulation and water mass in this region. The proposed project aims to understand the NEC/SEC confluence process and to reveal the structure/variability and its mechanism of the ocean circulation in this region through observation and numerical modeling. The study of this program is important to understand the warm pool variability as well as its role in ENSO and monsoon, hence to improve the prediction of the marine environment and climate.

棉兰老岛至新几内亚海域是全球海洋环流最复杂的区域之一。纵观其环流，最显著的特征是：在上层，北赤道流（NEC）和南赤道流（SEC）通过棉兰老海流（MC）和新几内亚海流（NGCC/NGCUC）在这里交汇，产生北赤道逆流(NECC)和印度尼西亚贯穿流（ITF）流出这一海域；在次表层，则有东向的赤道潜流(EUC)和北向的棉兰老潜流（MUC）同样流出这一海域。目前为止，该海区的海洋环流和水团仍存在着许多尚未解决的科学问题。本申请拟通过海上试验观测，结合数值模式，揭示南、北赤道流交汇过程和该区域海洋环流的结构、变异与机理。该研究对理解暖池变异及其在ENSO和季风过程中的作用，进而对提高海洋环境和气候预测水平具有重要意义。

棉兰老岛至新几内亚海域是全球海洋环流最复杂的区域之一，太平洋北赤道流和南赤道流通过棉兰老海流和新几内亚海流在这里交汇而流出北赤道逆流和印度尼西亚贯穿流以及次表层的赤道潜流和棉兰老潜流。本项目对南北赤道流交汇区海洋环流结构、变异与机理开展研究，以揭示交汇区海洋环流三维结构及其变异规律，确定赤道潜流最西起源的位置，并回答其与北赤道逆流是否同源的科学问题。..项目启动以来，(1)项目组多次搭载西太平洋科学考察航次在南北赤道流交汇区开展调查，对其海洋环流和水文状态进行了考察观测，尤其是开展了双向通讯剖面浮标观测，以追踪赤道潜流的起源。开展了多个数值实验，并充分结合历史数据分析，阐明了太平洋赤道潜流最西起源的位置，并确认其与北赤道逆流属同源。(2)利用交汇区潜标观测数据、历史资料和数值模拟实验，揭示了该区域的三维环流结构，对棉兰老流、棉兰老潜流、北赤道流和北赤道逆流、赤道潜流、印尼贯穿流、棉兰老涡和哈马黑拉涡的多时间尺度变异特征和动力学机制及与交汇过程的关系开展了研究，取得了一系列研究成果。..项目在论文发表、人才培养等方面取得显著成果。自本项目启动以来，项目组在南北赤道流交汇区环流变异及气候效应方面共发表学术论文25篇，其中23篇发表在国际著名的专业SCI 期刊上。项目负责人胡敦欣作为第一作者撰写的述评《Pacific western boundary currents and their roles in climate》发表在国际顶尖杂志《Nature》，全面综述了南北赤道流交汇区的西边界流结构、变异及其在气候系统中的作用，是太平洋海洋环流领域的第一篇《Nature》综述论文，也是我国海洋领域第一篇《Nature》评述文章。..本项目实现了预期研究目标，全面揭示了南北赤道流交汇区海洋环流的结构、变异与机理，解决了赤道潜流的来源及其与北赤道逆流是否同源的关键科学问题，提高了对低纬度海洋环流及其气候效应的认识，具有重要的科学意义。