研究揭示基于表层漂流浮标与OSCAR的黑潮延伸体和湾流观测变化

发布时间：2026-07-09来源：中国科学院南海海洋研究所

近日，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黑潮延伸体与湾流变化研究中取得进展。基于漂流浮标与OSCAR数据，揭示1998–2023年间两股西边界流强度存在显著年代际振荡，振幅远超长期趋势，并与北大西洋海温异常跨盆地相关，湾流同步响应，黑潮延伸体滞后约23个月。同时，两股流均呈向极地迁移趋势，尤其在流速增强期（2011–2023年）更为突出。该成果以“Observed Changes in the Kuroshio Extension and Gulf Stream Based on Surface Drifter and OSCAR”为题发表在国际地学期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》上。该论文第一作者为博士生龚文豪，通讯作者为研究员杜岩，核心研究成员包括同单位的博士生郑宇航、副研究员王闵杨、博士后吴炜、研究员张玉红、副研究员陈泽生。

黑潮延伸体与湾流是北半球最强劲的两支西边界流，通过经向热量输运和海气交换深刻影响区域气候与大气环流。在全球增暖背景下，这两支流系的强度变化和空间位移受到广泛关注。以往研究多依赖卫星高度计或再分析资料，揭示出长期增强和向极移动的趋势。然而，由于缺乏长期连续的原位流速观测，这些变化信号在不同数据源之间尚存争议，尤其是长期趋势与年代际变率的贡献难以厘清，制约了对黑潮延伸体与湾流变化实质的准确认识。

本研究基于NOAA全球漂流浮标直接观测与OSCAR卫星遥感流场数据，系统分析了1998–2023年间黑潮延伸体（KE）与湾流（GS）的变化特征，主要发现如下：

过去26年间，KE和GS均表现出强烈的年代际尺度振荡，其振幅远超长期线性趋势（图1）。两支流系的流速约在2001年达到峰值，2010年左右降至谷底，此后逐步回升。来自漂流浮标的直接观测未检测到显著线性趋势，OSCAR网格数据虽显示微弱正趋势但不显著，表明内部年代际变率而非单调趋势是观测期内影响这两支西边界流表层流速变化的主导因素。

图1 1998–2023年KE与GS区域流速时间序列（漂流浮标与OSCAR）

KE和GS的年代际振荡与北大西洋中纬度（NAM）海表温度（SST）异常呈显著相关。GS强度与NAM SST近乎同步变化（相关系数0.94），而KE滞后约23个月（相关系数0.69）。EOF分析表明，NAM SST的主导模态与北太平洋中纬度海面高度异常和纬向风的第一模态在相位上紧密锁扣（图2）。研究提出，NAM SST异常激发准定常罗斯贝波列沿西风急流波导向下游传播，调制北太平洋风应力旋度和纬向风场；该大气强迫通过埃克曼泵送改变海面高度梯度，进而调控KE地转流速。

图2 （a）NAM海表温度与（b）北太平洋纬向风、（c）海面高度EOF第一模态及（d）对应主成分

KE和GS均表现出显著的向极（北向）迁移，且在流速增强期（2011–2023年）较减弱期（1998–2010年）更为突出。KE呈现经向偶极子结构（北侧加速、南侧减速），GS则表现为一致的北侧加速（图3）。这些空间变化与北半球副热带纬向风和风应力旋度的北移高度一致，证实了大气强迫的驱动作用。

图3 2011–2023年KE（a）与GS（b）流速趋势空间分布（漂流浮标）

该研究获得国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、广东省自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、广州市科技计划项目等联合资助。

论文信息

Gong, W., Zheng, Y., Wang, M., Wu, W., Zhang, Y., Chen, Z., & Du, Y.*. Observed changes in the Kuroshio Extension and Gulf Stream based on surface drifter and OSCAR. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2026JC024135 (2026).

原文链接

https://doi.org/10.1029/2026JC024135

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