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）杜岩团队研究揭示了南印度洋亚南极模态水在2004-2018年间的体积减少趋势及其背后的海表浮力通量以及风应力的贡献，研究相关成果由洪宇博士等人发表在Geophysical Research Letters上。

 

亚南极模态水是形成于南大洋亚南极锋面和副热带锋面之间冬季强烈混合的具有垂向上均一性质的水团，它沿等密度线向北潜沉输送至副热带涡流甚至更北，完成了南太平洋、南印度洋温跃层的通风过程，对海洋热量、CO2以及营养物质收支和再分配有着重要的调控作用，是海洋研究中重要的一环。

 

基于对Argo数据的分析，研究团队发现在2004-2108年期间，南印度洋亚南极模态水体积约减少了10%。这一体积变少主要体现在密度为26.8-26.9 kg m-3的密度层；而密度为26.6-26.8 kg m-3的密度层体积有相对趋势较小的增加（图1）。亚南极模态水的体积与其生成区域混合层深度有着密切的联系，而混合层深度受控于表面浮力通量以及风应力旋度。进一步对海表风场的分析表明，这一时间段内南印度洋马斯克林高压有所减弱，导致了西南澳大利亚来自低纬度的暖风增多，引起这一区域蒸发减降水、向上的热通量以及Ekman泵压的减少，进而导致了这一区域混合层深度的变浅，进一步使得生成于此的26.8-26.9 kg m-3密度层亚南极模态水体积减少（图2）。而在90°E以西，马斯克林高压的减弱导致了来自高纬度的冷风增多，引起蒸发减降水、向上的热通量以及Ekman泵压的增加，进而导致了这一区域混合层深度的变深，进一步使得生成于此的26.6-26.8 kg m-3密度层亚南极模态水体积增加（图2）。这一结论揭示了在2004-2018年期间，表面风场的变化对南印度洋亚南极模态水的体积变化起着至关重要的作用。研究表明南大洋近期在各个深度上都经历了热含量的增加。研究团队的结果显示，在南印度洋，这一热含量的增加主要发生在比模态水密度更小的水团，而密度大的模态水的减少部分削弱了这一热含量的增加趋势。该研究结论有助于对南大洋热量的吸收和再分配的进一步理解，对表面热力动力过程在其中起的作用有进一步的认知。

 

该研究由国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划等共同资助完成。

 

论文信息：Hong, Y., Du, Y., Qu, T., Zhang, Y., &Cai, W. (2020). Variability of the subantarctic mode water volume in the South Indian Ocean during 2004–2018. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL087830. https://doi.org/10.1029/2020GL087830

图1 南印度洋不同密度层亚南极模态水的体积变化趋势

图2 南印度洋亚南极模态水表面强迫变化的示意图