天津
近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境與島礁生態全國重點實驗室海洋動力熱力過程及其環境效應研究團隊在黑潮延伸體與灣流變化研究中取得進展。基于漂流浮標與OSCAR數據，揭示1998–2023年間兩股西邊界流強度存在顯著年代際振蕩，振幅遠超長期趨勢，并與北大西洋海溫異常跨盆地相關，灣流同步響應，黑潮延伸體滯后約23個月。同時，兩股流均呈向極地遷移趨勢，尤其在流速增強期（2011–2023年）更為突出。該成果以“Observed Changes in the Kuroshio Extension and Gulf Stream Based on Surface Drifter and OSCAR”為題發表在國際地學期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》上。該論文第一作者為博士生龔文豪，通訊作者為研究員杜巖，核心研究成員包括同單位的博士生鄭宇航、副研究員王閔楊、博士后吳煒、研究員張玉紅、副研究員陳澤生。
黑潮延伸體與灣流是北半球最強勁的兩支西邊界流，通過經向熱量輸運和海氣交換深刻影響區域氣候與大氣環流。在全球增暖背景下，這兩支流系的強度變化和空間位移受到廣泛關注。以往研究多依賴衛星高度計或再分析資料，揭示出長期增強和向極移動的趨勢。然而，由于缺乏長期連續的原位流速觀測，這些變化信號在不同數據源之間尚存爭議，尤其是長期趨勢與年代際變率的貢獻難以厘清，制約了對黑潮延伸體與灣流變化實質的準確認識。
本研究基于NOAA全球漂流浮標直接觀測與OSCAR衛星遙感流場數據，系統分析了1998–2023年間黑潮延伸體（KE）與灣流（GS）的變化特征，主要發現如下：
過去26年間，KE和GS均表現出強烈的年代際尺度振蕩，其振幅遠超長期線性趨勢（圖1）。兩支流系的流速約在2001年達到峰值，2010年左右降至谷底，此后逐步回升。來自漂流浮標的直接觀測未檢測到顯著線性趨勢，OSCAR網格數據雖顯示微弱正趨勢但不顯著，表明內部年代際變率而非單調趨勢是觀測期內影響這兩支西邊界流表層流速變化的主導因素。
圖1?1998–2023年KE與GS區域流速時間序列（漂流浮標與OSCAR）
KE和GS的年代際振蕩與北大西洋中緯度（NAM）海表溫度（SST）異常呈顯著相關。GS強度與NAM SST近乎同步變化（相關系數0.94），而KE滯后約23個月（相關系數0.69）。EOF分析表明，NAM SST的主導模態與北太平洋中緯度海面高度異常和緯向風的第一模態在相位上緊密鎖扣（圖2）。研究提出，NAM SST異常激發準定常羅斯貝波列沿西風急流波導向下游傳播，調制北太平洋風應力旋度和緯向風場；該大氣強迫通過埃克曼泵送改變海面高度梯度，進而調控KE地轉流速。
圖2?（a）NAM海表溫度與（b）北太平洋緯向風、（c）海面高度EOF第一模態及（d）對應主成分
KE和GS均表現出顯著的向極（北向）遷移，且在流速增強期（2011–2023年）較減弱期（1998–2010年）更為突出。KE呈現經向偶極子結構（北側加速、南側減速），GS則表現為一致的北側加速（圖3）。這些空間變化與北半球副熱帶緯向風和風應力旋度的北移高度一致，證實了大氣強迫的驅動作用。
圖3?2011–2023年KE（a）與GS（b）流速趨勢空間分布（漂流浮標）
該研究獲得國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項、廣東省自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金、廣州市科技計劃項目等聯合資助。
論文信息：
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).
https://doi.org/10.1029/2026JC024135
信息來源：中國科學院南海所。
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