热带印度洋水团混合过程研究取得新进展

　　

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）杜岩研究员团队在热带印度洋环流水团混合过程的研究中取得新进展。相关研究成果以题为“Large mixed layer salinity variation in the southern tropical Indian Ocean due to the blending of water masses”，发表在国际期刊Geophysical Research Letters上。博士研究生赵章喆为第一作者，研究员杜岩为通讯作者，美国斯克里普斯研究所教授Janet Sprintall为论文合作者。

热带南印度洋混合层盐度变化较大，该地区的环流受印度洋热带环流圈控制，而热带印度洋环流圈强度又与印度洋偶极子模态（IOD）紧密相关，这种年际变化调制着热带印度洋海盆的热盐交换。然而，以往的研究对热带印度洋典型水团在年际尺度上的混合过程和相关贡献的了解有限。在正（负）IOD期间，热带印度洋环流圈观测到异常的增强（减弱）（图1），混合层盐度异常的峰值相对于IOD指数存在4个月的之后。其中，孟加拉湾是热带南印度洋低盐水的主要来源，高盐水则主要来自赤道系印度洋，这表明热带印度洋环流圈对于水团混合至关重要。

研究证明，与IOD相关的异常环流调制了印度洋内部典型水团的混合过程。在负IOD事件发生期间，可以看到来自西印度洋的高盐水增多，来自孟加拉湾的低盐水也随之增多，且来自印尼贯穿流的淡水减少。此外，研究发现经由马六甲海峡的低盐水同样也占有相当高的比例，此时热带南印度洋年平均混合层盐度降低，这说明西赤道印度洋高盐水的减少仍在混合层盐度变化中占据主导作用，而来自孟加拉湾和经由马六甲海峡的低盐水则在年末作用更显著，这有助于负IOD时期的低盐异常恢复正常。相关的水团混合比例在正IOD期间情况相反（图2）。

本文主要研究了热带印度洋环流圈在该区域混合层盐度变化中的作用，提供了热带南印度洋混合层盐度变率的潜在可预测性，有助于加深对印度洋物质和水体输运的理解。

该研究由国家自然科学基金项目、中国科学院项目的资助、国家自然科学基金委共享航次计划和国家留学基金委等共同资助完成。

相关论文信息：Zhao,Z.,Sprintall,J.,Du,Y. (2024). Large mixed layer salinity variation in the southern tropical Indian Ocean due to the blending of water masses. Geophysical Research Letters,51,e2024GL110569.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2024GL110569

图1.2004-2022年(a)月精度(b)年平均Argo混合层盐度标准差。(c)-(d)12月和6月异常盐度和异常环流。(e)-(f)正IOD和负IOD异常盐度和异常环流。

图2.(a)正IOD和(b)负IOD进入热带南印度洋的粒子比例变化。(c)-(f)来自印尼贯穿流、西赤道印度洋、孟加拉湾和马六甲海峡粒子在IOD发生时相关的比例变化。(g)-(h) IOD发生时典型水团混合示意图，其中黑色箭头表示异常环流，红色实线（虚线）箭头表示来自不同源区的海水增加（减少）。