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南海中尺度涡对连续台风引起海洋响应的调制作用

金魏芳   2020-09-27

      近日,我室金魏芳助理研究员等在国际期刊Remote Sensing上发表了南海中尺度涡对连续台风(2009年夏季Linfa和Nangka,图1a)引起海洋响应的调制作用的论文,实验室王云涛副研究员为文章通信作者。台风和涡旋做为影响海洋的重要动力过程,厘清两者的共同作用下上层海洋的响应具有重要意义。

      本研究利用卫星观测,发现在Linfa率先过境后,4个涡旋区域(图1b,含气旋涡和反气旋涡各2个)的海表温度(SST)降低和叶绿素浓度(CHL)增加均较为显著,且气旋涡中的响应强度明显高于反气旋涡。Nangka紧随Linfa影响相同区域,受涡旋和前一个台风的共同作用,显著影响第二个台风引起的海洋响应,在4个涡旋区域均出现一定程度的降温,但是叶绿素增长仅出现在其中一个冷涡中。基于台风对海洋影响的动力分析,一方面,由于Nangka的风速(平动速度)显著低(快)于Linfa,因此Nangka引起的变化较小;另一方面,台风Linfa造成了水体垂向层化降低,Nangka更容易引起上层海洋混合。

      本研究进一步结合再分析资料,通过比较HYCOM海表温度数据和WOA温度气候态剖面数据,定量刻画了台风过境引起混合的水体起源深度(Depth of water origin,DWO)。通过比对DWO与WOA营养盐气候态剖面数据,当台风引起DWO加深且对应深度具有较高营养盐时,营养盐被向上混合,促使海表叶绿素增加。由于Nangka仅在第二个气旋涡(CE2)位置引起更大的DWO且对应深度存在高营养盐,因此Nangka仅引起CE2处叶绿素响应(图2)。基于再分析数据的DWO评估,可以弥补利用遥感数据观测台风响应时云层覆盖的影响,为定量评估台风引起的上层海洋响应提供依据。

引文

Jin, W.; Liang, C.; Hu, J.; Meng, Q.; Lü, H.; Wang, Y.*; Lin, F.; Chen, X.; Liu, X. Modulation Effect of Mesoscale Eddies on Sequential Typhoon-Induced Oceanic Responses in the South China Sea. Remote Sens. 2020, 12, 3059; https://doi.org/10.3390/rs12183059.

                                               

 QQ截图20200927084341.jpg

图1 (左图)台风轨迹(橘色Linfa,灰色Nangka);(右图)涡旋(气旋涡CE1、CE2和反气旋涡ACE1、ACE2)位置

 

QQ截图20200927084403.jpg

图2 (a) CE1(黑线)、CE2(蓝线)、ACE1(红线)和ACE2(洋红线)的水体起源深度(DWO)的时间序列。Linfa和Nangka台风期间分别由橙色和灰色带表示。海域气候态(b)研究月份涡旋区域平均的温度(°C)和硝酸盐浓度(µM)剖面。黑色水平虚线表示气候态混合层深度和硝酸盐跃层深度。