大氣海洋聯合探索南海中部海流季內振盪之動力機制

 
 

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南海是世界最大的邊緣海,裡面的洋流也是世界邊緣海裡最複雜的。其中一~二個月的季內尺度振盪過去較少受到重視與研究,但是熱帶大氣裏的季內震盪是重要氣候訊號,不僅會影響菲律賓群島甚至臺灣附近風場和降雨,也會影響南海内的海流 (見本所消息http://www.oc.ntu.edu.tw/?p=17527),受研究不足之限,目前數值模式尚難以準確地模擬和預報大氣與海洋裏的季內震盪,也不了解南海對季內震盪的回饋反應。

因此本校大氣系隋中興教授提出跨領域大氣、海洋「南海季風雙島實驗」聯合觀測計畫(SCSTIMX),由本所詹森、楊穎堅、張明輝老師負責海洋觀測實驗及在太平島北邊大約2000公尺深的水域(Fig. 1a)施放一串75 kHz ADCP,由480公尺深向上進行一整年的海流剖面觀測(2016/12-2017/12),探討海流的變動和海洋對季風振盪的反應。從海流剖面變化最顯著的上層120公尺平均流速變化(Fig. 1b,c),很容易就可以看出2017年夏季5-11月間東西向海流出現四個50天週期的振盪。輔以衛星遙測風場、海面高度資料分析以及數值模式動力過程研究,這四個海流振盪主要由大氣季內震盪和梅雨鋒面發展等造成的西南季風強弱變化所引起,當南海中部西南風增強,向東側巴拉望島的艾克曼輸送流(Ekman transport)增加,推送海水向岸堆高,一旦風力減弱,岸邊堆高的水位失去平衡垮掉後可以沿岸向北形成Kelvin波和離岸形成西行Rossby波,後者經過ADCP錨碇時即造成流速記錄裡的季內振盪,研究也發現來自西太平洋的Rossby波夠強的話(水位振幅大於0.2公尺),即有潛勢穿過Sulu海與巴拉望島南北的兩個通道,影響南海中部的水位及海流振盪。這不是本校大氣系與海洋所第一次合作研究,但目前為止是最成功的一次。以上研究見論文:

Jan, S, Chang, M.-H., Yang, Y. J., Sui, C.-H., Cheng, Y.-H., Yeh, Y.-Y., and Lee, C.-W. (2021) Mooring observed intraseasonal oscillations in the central South China Sea during summer monsoon season. Scientific Reports, 11, 13685, https://doi.org/10.1038/s41598-021-93219-3

下載:https://www.nature.com/articles/s41598-021-93219-3

 

 Fig. 1. (a) 南海地形與ADCP錨碇位置圖;(b) 40-120公尺垂直平均東-西向流速;(c) 40-120公尺垂直平均東-西向流速;(d) 480公尺溫度記錄。紅線是資料經過200小時(8.33天)低通過濾的結果。