日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)地球環境部門大氣與海洋相輔作用研究中心主任研究員堀井孝憲領導的研究團隊發現,爪哇島以南出現的東印度洋局部沿岸湧升流可能會觸發印度洋大規模短期氣候現象——印度洋偶極子現象(IOD)。
圖2.每年首次出現沿岸湧升流的日期(橫軸)與之後的IOD峰值之間的關係(供圖:海洋研究開發機構(JAMSTEC))。
IOD是熱帶印度洋數千公里大範圍內海水溫度以年爲單位發生變化的一種短期氣候變遷現象。這種大面積的海水溫度變化伴隨着全球範圍的大氣環流變化,影響到印度洋周邊國家和包括日本在内的世界其他地區的氣候。因此,早期和準確地預測IOD的發生成爲研究熱帶氣候變遷乃至把握全球氣候變化的一個重要課題。到目前爲止,雖然人們認爲爪哇島以南印度洋海域發生的沿岸湧升流與IOD的出現有關,但是由於缺乏海洋觀測資料,其因果關係尚不明確。
堀井主任研究員說:「在IOD出現的的幾個月前,印度尼西亞爪哇島以南會出現因沿岸湧升流導致的海水變冷,但二者之間的因果關係尚不清楚,我們一直在挑戰這個問題」。
對於爪哇島以南沿岸湧升流的調查,由於當地漁業活動比較活躍等,使用觀測設備對海洋進行觀測比較困難,因此此次使用了人造衛星資料進行了分析。爪哇島以南海域出現的沿岸湧升流平均每年發生在6月中旬。研究團隊使用收集到的資料對每年首次出現沿岸湧升流的時間和之後的IOD進行了分析,結果表明,沿岸湧升流比平時早1-2個月,即在4-5月左右出現的年份,幾個月後,即在8-10月左右就會出現正IOD現象。
爲了應答沿岸湧升流是否就是導致出現正IOD現象的終極因數,研究團隊利用大氣和海洋觀測資料,對以往出現沿岸湧升流現象較早的年份和東印度洋的大氣和海洋的變化情況的進行了分析,結果顯示,4月至5月期間,印度洋的馬登-朱利安振盪(MJO)引起的大洋風與海洋變化的重疊效果,會造成比平均水平更早出現沿海湧升流,這些大洋風也在同時在爪哇島以南海域產生比平常年份更強的西向海流。透過結合這些海面水溫和海流的資料,研究團隊對東印度洋進行了熱平衡計算後應答,早發生沿岸湧升流時出現的冷水被這些西向環流擴散到東印度洋的廣大地區,創造了有利於發生正IOD的海洋條件。
堀井主任研究員表示:「今後準備將該研究成果應用於使用超級計算機的海洋模擬研究法,以提高對氣候變遷現象預測的準確性。同時,我們認爲,與印度尼西亞合作,實施對爪哇島以南海域的海洋觀測十分重要」。
【詞注】
■馬登-朱利安振盪(MJO)
熱帶印度洋溫暖海域上空存在着以約4米/秒至8米/秒的速度向東行程的熱帶大氣對流活動,伴隨着這種對流活動,熱帶印度洋會出現週期爲20至50天的強西風造成的降雨量增加和伴隨着東風造成的降雨量減量的交替現象。在爪哇島以南海域,沿岸湧升流可能與東風發生的時期同時出現。
原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌:Geophysical Research Letters
論文: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