日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)地球环境部门大气与海洋相互作用研究中心主任研究员堀井孝宪领导的研究团队发现,爪哇岛以南出现的东印度洋局部沿岸涌升流可能会触发印度洋大规模短期气候现象——印度洋偶极子现象(IOD)。
图2.每年首次出现沿岸涌升流的日期(横轴)与之后的IOD峰值之间的关系(供图:海洋研究开发机构(JAMSTEC))。
IOD是热带印度洋数千公里大范围内海水温度以年为单位发生变化的一种短期气候变化现象。这种大面积的海水温度变化伴随着全球范围的大气环流变化,影响到印度洋周边国家和包括日本在内的世界其他地区的气候。因此,早期和准确地预测IOD的发生成为研究热带气候变化乃至把握全球气候变化的一个重要课题。到目前为止,虽然人们认为爪哇岛以南印度洋海域发生的沿岸涌升流与IOD的出现有关,但是由于缺乏海洋观测数据,其因果关系尚不明确。
堀井主任研究员说:“在IOD出现的的几个月前,印度尼西亚爪哇岛以南会出现因沿岸涌升流导致的海水变冷,但二者之间的因果关系尚不清楚,我们一直在挑战这个问题”。
对于爪哇岛以南沿岸涌升流的调查,由于当地渔业活动比较活跃等,使用观测设备对海洋进行观测比较困难,因此此次使用了卫星数据进行了分析。爪哇岛以南海域出现的沿岸涌升流平均每年发生在6月中旬。研究团队使用收集到的数据对每年首次出现沿岸涌升流的时间和之后的IOD进行了分析,结果表明,沿岸涌升流比平时早1-2个月,即在4-5月左右出现的年份,几个月后,即在8-10月左右就会出现正IOD现象。
为了确认沿岸涌升流是否就是导致出现正IOD现象的原因,研究团队利用大气和海洋观测数据,对以往出现沿岸涌升流现象较早的年份和东印度洋的大气和海洋的变化情况的进行了分析,结果显示,4月至5月期间,印度洋的马登-朱利安振荡(MJO)引起的大洋风与海洋变化的重叠效果,会造成比平均水平更早出现沿海涌升流,这些大洋风也在同时在爪哇岛以南海域产生比平常年份更强的西向海流。通过结合这些海面水温和海流的数据,研究团队对东印度洋进行了热平衡计算后确认,早发生沿岸涌升流时出现的冷水被这些西向环流扩散到东印度洋的广大地区,创造了有利于发生正IOD的海洋条件。
堀井主任研究员表示:“今后准备将该研究成果应用于使用超级计算机的海洋模拟研究,以提高对气候变化现象预测的准确性。同时,我们认为,与印度尼西亚合作,实现对爪哇岛以南海域的海洋观测十分重要”。
【词注】
■马登-朱利安振荡(MJO)
热带印度洋温暖海域上空存在着以约4米/秒至8米/秒的速度向东移动的热带大气对流活动,伴随着这种对流活动,热带印度洋会出现周期为20至50天的强西风造成的降雨量增加和伴随着东风造成的降雨量减少的交替现象。在爪哇岛以南海域,沿岸涌升流可能与东风发生的时期同时出现。
原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志:Geophysical Research Letters
论文:Can coastal upwelling trigger a climate mode? A study on intraseasonal-scale coastal upwelling off Java and the Indian Ocean Dipole
DOI:10.1029/2022GL098733