撰稿：高梓楊
審定：蔡樹群
近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）陳更新團隊在臺灣西南氣旋渦的三維結(jié)構(gòu)與年際變化機制研究方面取得新進展。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Geophysical Research: Oceans上，碩士研究生高梓楊為第一作者，儲小青研究員為通訊作者。
中尺度渦旋蘊含著海洋中絕大多數(shù)的動能，在水團、能量和物質(zhì)輸送中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。南海中存在一類特殊的渦旋，它幾乎每年都在固定的季節(jié)內(nèi)以類似的模式和軌跡出現(xiàn)，被稱為南海季節(jié)復(fù)現(xiàn)性渦旋，對當?shù)氐乃w輸運和海氣相互作用有著深遠的影響。基于衛(wèi)星高度計數(shù)據(jù)和走航觀測數(shù)據(jù)，本研究發(fā)現(xiàn)臺灣西南部也存在類似的季節(jié)復(fù)現(xiàn)性氣旋渦，稱該渦旋為臺灣西南氣旋渦。然而，臺灣西南氣旋渦的三維結(jié)構(gòu)、演化規(guī)律和年際變化還不為人知。
本研究基于多年現(xiàn)場觀測、衛(wèi)星遙感和模式數(shù)據(jù)，結(jié)合統(tǒng)計分析和診斷分析，揭示了臺灣西南氣旋渦的三維結(jié)構(gòu)特征和演化規(guī)律，闡述了該渦旋的年際規(guī)律。研究結(jié)果表明，幾乎每年4月至6月，在正壓不穩(wěn)定和風做功的作用下，臺灣西南部形成一個氣旋渦，隨后向西傳播，并最終在6月底于東沙群島附近消亡（圖1）。通過重建南海三維溫鹽流場，本研究刻畫了臺灣西南氣旋渦的溫鹽流三維結(jié)構(gòu)，渦旋表現(xiàn)為低溫高鹽的細長圓錐形（圖2），對局地物質(zhì)能量輸運和海氣相互作用具有重要影響。臺灣西南氣旋渦表現(xiàn)出與ENSO有關(guān)的顯著的年際關(guān)系，但是兩者的年際關(guān)系受到PDO位相的調(diào)制，在PDO負相位，臺灣西南氣旋渦的強度與Ni?o-3.4指數(shù)顯著相關(guān)。然而，在PDO正相，相關(guān)性則變得很弱和不顯著。進一步研究表明，臺灣西南氣旋渦在不同PDO位相下的年際變化差異，與低緯度太平洋-東亞遙相關(guān)的建立和局地風應(yīng)力旋度有關(guān)。
本研究基于觀測證據(jù)和模式數(shù)據(jù)，描述了臺灣西南氣旋渦的三維結(jié)構(gòu)，揭示了渦旋演化規(guī)律和能量來源，提出臺灣西南氣旋渦的年際變化受到ENSO和PDO的共同調(diào)制的觀點。這為理解南海中尺度渦旋的年際變化提供了新的視角。
該研究主要由國家自然科學基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、中國科學院南海海洋研究所基金等共同資助完成。
相關(guān)論文信息：Gao, Z., Chu, X.*, Chen, G. (2024). The periodic cyclonic eddy in southwestern Taiwan and its interannual variation related to large‐scale climate variations. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129(7), doi: 10.1029/2023JC020818.
原文鏈接：https://doi.org/10.1029/2023JC020818
圖1. 渦旋演化過程中的能量學分析。（a）BTC1、（b）BTC2、（c）BCC1、（d）BCC2、（e）WW（單位：Wm-2）項為在第0、20、40、60、80 天的氣候態(tài)分布
圖2. 臺灣西南氣旋渦的復(fù)合三維溫度異常（上圖）和南北向垂直斷面上的溫度異常（下圖）
圖3. 南海氣旋渦形成及年際變化機制示意圖
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