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news.sciencenet.cn 2025/4/6 19:25
菲律宾海深层水的暖化与深层环流的减弱现象获揭示
近日，Journal of Geophysical Research: Oceans发表了中国科学院海洋研究所胡敦欣院士团队最新研究成果“Observed Warming and Weakening of the Philippine Sea Deep Circulation Over the Past Decade”。基于海洋所过去十年在菲律宾海的现场观测，研究团队发现了菲律宾海深层水的暖化以及深层环流的减弱，并揭示了其调控机理。
菲律宾海深层环流是太平洋深层环流的重要组成部分，也是联系太平洋深层流与南海深层流的重要纽带，对南海、菲律宾海乃至太平洋的物质循环与能量输运都具有举足轻重的影响。然而，由于深层观测较为困难，深层数据较为稀缺，目前对深层环流长期变化的认识极为匮乏。在国家自然科学基金委共享航次计划和中国科学院先导专项等项目支持下，海洋所在菲律宾海进行长达十余年的现场观测。特别是自2015年至今，在130°E断面进行了连续的全水深CTD观测，为菲律宾海盆深层流年代际变化的研究奠定了坚实的基础。
基于130°E断面的水文观测数据以及多种公开数据集，发现菲律宾海深层水在四国/帕里西维拉海盆向北逐渐增温，而在菲律宾海盆则向南增温，这是两者不同的深层冷水源头导致的。结合底层位温的水平分布和地转速度，发现通过雅浦-马里亚纳深水通道的冷水进入菲律宾海盆后呈现出气旋式结构的入侵路径

（图1），并沿入侵路径逐渐变暖。2015-2023年期间，菲律宾海盆4000m以深水温存在0.18×10-3 °C yr-1的升温趋势（图2），特别是在Central Basin Fault附近及其北侧。这种升温现象与深层冷水持续流失导致的位温面下沉有关。进一步通过GRACE卫星所测海底压强数据发现，菲律宾海深层环流在过去二十年间存在反气旋异常，结合菲律宾海深层环流整体呈现海盆尺度的气旋式环流结构，说明气旋式的菲律宾海深层环流在二十年尺度上存在减弱趋势。深层水的升温以及深层流的减弱都意味着进入菲律宾海深层的冷水减少，这可能与北太平洋深层水的源头—南极底层水，的形成速率降低有关。

图 1通过雅浦-马里亚纳深水通道进入菲律宾海盆的冷水入侵路径图（不同颜色的圆圈表示根据 WOD18 数据得出的海底位温 (°C)；细黑色箭头表示基于WOA23 数据计算的地转流；粗黑色箭头表示先前研究中潜标观测的深层平均流速矢量）

图 2（a）2015-2023年期间，130°E断面位温变化率分布（°C yr-1）（+表示显著性水平超过 90% 的区域）；（b）1994-1996 年与 2021-2023 年平均位温差异（°C）（2021-2023年平均位温减去1994-1996 年平均位温）
论文第一作者为海洋所博士后徐勤博，论文的共同通讯作者为张林林研究员、王凡研究员，合作者包括胡敦欣院士等。研究得到了中国科学院战略先导专项以及中国博士后基金等项目的资助。海上考察得到基金委共享航次计划资助，依托“科学”号考察船执行。
论文信息：
Xu,Q.,L. Zhang*,F. Wang*,Z. Tian,and D. Hu,2025: Observed Warming and Weakening of the Philippine Sea Deep Circulation Over the Past Decade. Journal of Geophysical Research: Oceans,130,e2024JC022017,https://doi.org/10.1029/ 2024JC022017.