中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室海洋动力热力过程及其环境效应研究团队在南海与热带西太平洋海平面年代际变化联系机制取得新进展。相关研究成果以“Decadal linkage of sea level anomalies between the South China Sea and Western Tropical Pacific”为题，发表在Journal of Geophysical Research: Oceans期刊上。
研究背景
南海和热带西太平洋海平面存在一致的年代际变率（图1）。太平洋风场激发的罗斯贝波在菲律宾群岛转换成沿岸开尔文波，通过民都洛海峡进入南海后又辐射出向西传播的罗斯贝波，进而调制南海的海平面变化。南海海平面年代际变化与太平洋信风和沃克环流调整紧密相关，受到太平洋年代际振荡（PDO）相位转变的调控，但具体机制尚未阐明。
图1 南海和热带西太平洋海平面年代际EOF空间模态和主成分时间序列
研究结果
PDO 风场结构有两个主要信号中心，一个是中高纬度的阿留申低压，另一个是低纬度的热带西北太平洋风场。研究团队利用一层半非线性约化重力海洋模型风场敏感性实验，揭示了热带西北太平洋风场对南海海平面年代际变化的主导作用，可解释南海60.95%的海平面年代际变率。该研究首次指出热带西北太平洋风场是PDO动力学中一个相对独立的子系统，主要受热带中太平洋海表温度的调控。热带中太平洋海表温度异常通过Matsuno-Gill响应调控热带西北太平洋风场，进而驱动热带西太平洋和南海海平面年代际变化（图2）。
基于以上物理过程，该研究进一步定义了WNPAAC指数（3°–18°N, 130°E–160°W的区域风应力旋度平均）。该指数可以很好的表征南海和热带西北太平洋海平面年代际变化（1940-2022年相关性达-0.68）。值得注意的是，1980-1993年期间，PDO对南海和热带西北太平洋海平面年代际变化的调制作用失效，但“热带中太平洋海表温度调控西北太平洋风场进而驱动海平面变化”这一机制仍然适用，进一步凸显了热带西北太平洋风场在PDO动力学框架下的独立性。该研究明确了热带西北太平洋风场在PDO与南海海平面联系中的关键作用，加深了我们对 PDO 等大尺度气候模式如何影响南海和邻近热带海域年代际变率的理解，提高了我们预测南海长期海平面变化趋势的能力。
图2 南海和热带西太平洋海平面年代际联系机制示意图
研究团队及资助
该论文/研究成果的第一作者为博士研究生段钦，通讯作者为杜岩研究员和张玉红研究员，合作者包括王天宇副研究员。该研究获得国家自然科学基金重大项目（42090042）、重点项目（42430401）、面上项目（42276026）、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）项目（2019BT02H594）、广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515012691）、广东省自然科学杰出基金（2024B1515020037）、中国科学院项目（SCSIO202201, SCSIO202204）等的联合资助。
论文信息：
Duan, Q., Wang, T., Zhang, Y., & Du, Y. (2025). Decadal linkage of sea level anomalies between the South China Sea and Western Tropical Pacific. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2024JC021618.
原文链接：
https://doi.org/10.1029/2024JC021618
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