卫星重力观测揭示ENSO如何调制湄公河淡水的远海输移

澜沧江-湄公河是亚洲重要的跨境河流之一，其河水从越南三角洲注入中国南海。以往研究主要基于实测数据和/或海洋模型针对湄公河近场羽流进行分析，然而，较轻的淡水会漂浮在海水上层形成河口羽流，可影响数百公里外的海表质量输运。因此，对其远场羽流扩展的季节性迁移路径与空间分布特征的研究十分必要。

针对这一观测难题，武汉大学测绘学院霍学深副教授和香港理工大学土地测量及地理空间科学系马中天博士利用2003–2015年的GRACE逐月卫星重力资料，并结合湄公河三角洲新洲站和朱笃站的径流记录，推断了与河水入海相关的海洋质量变化信号。研究还通过统计方法检验径流变化与海洋质量变化之间的时间先后关系，并分离ENSO相关的年际变化。

研究表明，湄公河羽流在夏季呈现相对稳定的顺时针输移特征：淡水先向东北扩展至约北纬12度，随后沿婆罗洲海岸向南转移，并抵达巽他陆架海南西部，整个过程通常需要约1–4个月(图1)。相比之下，冬季的输移格局变化更大：部分区域的传播较快，但巽他陆架海中部可能形成相对滞留区。更值得关注的是，冬季羽流对ENSO十分敏感。在2007–2009年和2010–2012年持续拉尼娜期间，增强的冬季季风和背景环流使部分海域的羽流输移时间比中性年份缩短约30%–50%。而在2004–2007年厄尔尼诺与拉尼娜交替的阶段，环流结构更加复杂，巽他陆架海中部出现了输移变慢和滞留现象。换言之，ENSO并不直接创造河流羽流，却会通过改变风场和海洋环流，重塑淡水在远海的扩展方式。

图1 ENSO影响去除前后夏季（A–D）和冬季（E–H）径流量与OEWH的互相关系数及历时（月）。（A、B、E、F）为移除ENSO前的结果；（C、D、G、 H）为移除ENSO信号后的结果。在标记有“o”的网格位置，格兰杰因果验证表明径流量在5%显著性水平上是OEWH变化的原因

为检验卫星重力结果，研究团队进一步利用卫星测高反演的地转流和风驱动埃克曼流模拟了冬季输移路径(图2)，所得结果与卫星重力反演的空间格局相符。此外，研究还将2007年夏季的结果与17个站位的镭同位素表观水龄进行了比较，平均差值为-0.01个月，约-0.3天。

图2 基于周尺度地转流与埃克曼流合成场模拟得到的2003–2014年每年冬季的传播用时。黄色星标表示模拟的起始点

以上研究表明，卫星重力资料可与海洋流场、同位素和常规水文资料形成互补，为远场河口羽流提供一种长期、区域尺度的观测途径。随着GRACE Follow-On、SWOT和高分辨率风场资料的发展，该观测手段有望更深入地研究季风和ENSO变化下河流淡水的远海输送及跨海区混合的长期变化与影响。

文章信息

中文版：霍学深, 马中天. 2026. ENSO调制下湄公河口远场羽流传播模式的卫星重力测定研究. 中国科学: 地球科学, 56(7): 2741-2754

英文版：Fok H S, Ma Z. 2026. Satellite gravimetric determination of far-field Mekong River plume transit pattern modulated by ENSO. Science China Earth Sciences, 69(7): 2694-2706. https://doi.org/10.1007/s11430-025-1863-3