近日，中国科学院海洋研究所王凡团队在西太平洋赤道中层流年代际变异规律和机制研究上取得新进展，相关成果在 Geophysical Research Letters发表。该成果是团队继在赤道中层流季节内、季节、年际变异研究的基础上，在更长时间尺度变异及与上层海洋联系上取得的新突破，确认了太平洋年代际振荡（PDO）这一气候信号可以影响到大洋中层。 

　　基于Argo停留深度流速及船载流速剖面仪断面观测，前人已研究发现中层流结构主要以东西纬向交替变化的射流为主。受制于观测数据连续性的限制，海洋学界对中层流的变异和与气候变化的联系还存在着较大的认知空白。赤道中层环流及其携带的热量储存了ENSO异常信号，会带来流经区域热含量的变化，与全球气候系统的平衡和演化密切相关。它对一千米左右物质再分配也发挥着重要作用，可将西、中太平洋的高溶解氧输运到东太平洋低氧区，对生物地球化学研究亦有重要意义。 

赤道中层流东西纬向交替变化的结构特征，引自Ménesguen et al. (2019)。本研究关注位于赤道上400-1000米的EIC及EDJs的一部分

　　赤道中层流系统会在滞后厄尔尼诺事件10-12个月时出现较强的东向流异常。在此基础之上，研究团队利用长时序的再分析数据发现该东向流异常在年代际尺度上进一步受PDO的调制。PDO暖位相下厄尔尼诺引起的中层流输运异常最大值是PDO冷位相下量值的2倍，且发生时间提前2月。进而利用连续层化模型的系列数值试验，研究揭示上述PDO的年代际调制作用主要归因于PDO引起的赤道中太平洋风场变化。相比PDO冷位相，PDO暖位相下厄尔尼诺事件中赤道中太平洋的西风异常更强且位置偏东，其激发的Kelvin波最大振幅更大且位置偏东，Kelvin波在东边界反射成Rossby波，Rossby波的垂向传播引起西太平洋中层输运异常的最大值更大且发生时间更早。

赤道中层流在滞后厄尔尼诺事件10-12个月时纬向流异常以及不同PDO和ENSO位相下的中层流输运差异

赤道区风场异常的分布以及Rossby波在暖PDO- El Nino（WPDO-EN）和冷PDO- El Nino（CPDO-EN）两个不同位相下的垂向传播所引起的中层流输运异常差异

　　该研究由第一作者中国科学院海洋研究所马强博士、通讯作者汪嘉宁研究员和王凡研究员、以及吕宜龙博士、张志祥博士共同完成。研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导科技专项等资助。

　　[1] Ma, Q., Wang, J.*, Wang, F.*, Lyu, Y., & Zhang, Z. (2022). Interdecadal modulation of ENSO-related anomalous Equatorial Intermediate Currents in the western Pacific by the PDO. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL098409. https://doi.org/10.1029/2022GL098409 

　　[2] Wang, J., Ma, Q., Wang, F.*, & Zhang, D (2021). Linking seasonal-to-interannual variability of intermediate currents in the southwest tropical Pacific to wind forcing and ENSO. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092440. https://doi.org/10.1029/2021GL092440 

　　[3] Ma, Q., Wang, J.*, Wang, F.*, Zhang, D., Zhang, Z., & Lyu, Y. (2020). Interannual variability of lower equatorial intermediate current response to ENSO in the western Pacific. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL089311. https://doi.org/10.1029/2020GL089311 

　　[4] Zhang, Z., Pratt, L., Wang, F., Wang, J.*, & Shuwen, T. (2020). Intermediate intraseasonal variability in the western tropical Pacific ocean: meridional distribution of equatorial Rossby waves influenced by a tilted boundary. Journal of Physical Oceanography, 50(4), 921–933. 

https://doi.org/10.1175/JPO-D-19-0184.1

本文来源：中国科学院海洋研究所