By OCAdmin in 研究報導 on

許哲源

在每年南半球的春天至夏天交界點(10月-2月)，會有一種深對流天氣系統名為Madden-Julian Oscillation (MJO)，以40-60天的周期由西向東穿越印度洋，移動速度大約為5米每秒。因為大氣環流，在MJO經過前，一般為下沉氣流且穩定的大氣，稱之為抑制期(suppressed phase)。此段期間天氣特徵通常為強日照和低風速。這種天氣型態有助於海洋在白天時，於近海表面形成一個日溫層。日溫層底下因有較大的溫度梯度會抑制紊流混合的發生。另一方面，於春天至夏天時，上層海洋因季節轉換，增加的日照時數會逐漸地使海洋表層混合層(surface mixed layer)變薄及海水變暖。在這段過程中，若要減少上層海洋混合層20米的厚度，通常需要10天的時間。

許哲源老師近日與澳洲的研究學者發表了一份關於這兩種現象同時發生的觀測結果。研究團隊於2018月11月底在澳洲西北海域施放了數個儀器可以量測上層海洋的溫度和鹽度構造。在半個多月後，有一個MJO經過此海域。觀測結果顯示雖然11月29號時，天氣已經進入陽光普照的狀態，但因為此時風速仍超過6米每秒，非低風速的環境下使日溫層的現象不明顯。在12月2號之後，風速降低至最低2米每秒，這使得上層海洋形成一個顯著的日溫層。同時間，因為風速的降低會抑制蒸發現象，所以日落之後近海表面的冷卻效應降低，進而抑制了晚上對流不穩定的發生。由於一個顯著的日溫層加上減弱的對流不穩定，次表層的海洋不會被有效率地混合均勻，這使得上層海洋有更多的時間被海流的水平平流重新分層。最終海洋表層混合層在短短2天的時間內減少了20米的厚度，並使得海表日均溫(daily-mean SST)在短短兩天內增加1 °C。由於在MJO抑制期時的海表日均溫對於大氣邊界層中的熱通量和水氣極為重要，這將有助於MJO系統內的深對流的發展。這份研究藉著現場觀測，成功地指出多種尺度的海氣交互作用下，上層海洋結構變化的複雜和重要性。

延伸閱讀：

Hsu*, J.-Y., M. Feng, and S. Wijffels, 2022. Rapid restratification of the ocean surface boundary layer during the suppressed phase of the MJO in austral spring. Environmental Research Letters, 17, doi: 10.1029/2018GL081574