Die Studie enthüllt die zwischenjährliche Modulation der kinetischen Energie von subthermoklinen Wirbeln in der Region östlich der Philippinen

Die Region östlich der philippinischen Küste weist energetische mesoskalige Wirbel und eine hohe kinetische Wirbelenergie (EKE) in der unterirdischen Schicht auf. Diese Wirbel spielen eine wesentliche Rolle bei der intrasaisonalen Variation westlicher Grenzströmungen und dem nordwärts gerichteten Eindringen von Wasser aus dem Südpazifik.

Aufgrund des Mangels an langfristigen kontinuierlichen Beobachtungen, die sich auf subthermokline Wirbel in dieser Region konzentrieren, konzentrieren sich die meisten früheren Studien jedoch eher auf die statistischen Merkmale. Daher sind die zeitliche Variation von subthermoklinen Wirbeln und der damit verbundenen EKE nicht vollständig verstanden.

Basierend auf Langzeitbeobachtungen von unterirdischen Verankerungen und Modellergebnissen hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Hu Dunxin vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) kürzlich die zwischenjährliche Modulation der subthermoklinen EKE in der Region östlich der Philippinen aufgedeckt und seine Verbindung mit den Ereignissen El Nino und Southern Oscillation (ENSO).

Die Studie wurde veröffentlicht in Journal of Geophysical Research: Ozeane am 5. Mai.

Die Forscher analysierten zwei ankernde Acoustic Doppler Current Profiler-Messungen mit Aufzeichnungen von zwei bis vier Jahren im 130°-Ost-Abschnitt. Sie fanden heraus, dass die EKE in der Region östlich der Philippinen in der unterirdischen Schicht (300–700 m) eine ausgeprägte zwischenjährliche Variation aufwies, die mit ENSO-Ereignissen verbunden ist.

Weitere Analysen zeigten, dass auf fast jeden El Nino eine Erhöhung der subthermoklinen EKE folgte und die Schwankung der EKE im Allgemeinen um 14 Monate hinter dem Nino3.4-Index zurückblieb. Die Modulationen sowohl der baroklinen als auch der barotropen Instabilität der Hintergrundströmungen waren die Hauptursache für die zwischenjährliche Variation der subthermoklinen EKE, und die barotrope Instabilität war dominant.

Die barotrope Instabilität hängt mit verschiedenen Hintergrundströmen zusammen. Im südlichen und nördlichen Teil der philippinischen Küste ist es mit der unterirdischen Komponente des antizyklonalen Halmahera Eddy (HE) bzw. des Mindanao Undercurrent (MUC) verbunden. Sowohl MUC als auch HE werden durch die sich nach Westen ausbreitende barokline Rossby-Welle im ersten Modus moduliert, die durch die Windspannungs-Curl-Anomalien westlich der Datumsgrenze während ENSO-Ereignissen angeregt wird. Daher bleiben MUC/HE und die entsprechende subthermokline EKE hinter dem Nino3.4-Index zurück.

„Traditionell wird die barokline Instabilität als primäre Energiequelle von subthermoklinen Wirbeln östlich der philippinischen Küste angesehen. In dieser Studie zeigen wir, dass die barotrope Instabilität auch für die Entstehung von subthermoklinen Wirbeln wichtig ist, insbesondere in der lokalen Region östlich der Insel Mindanao “, sagte Hui Yuchao, Erstautor der Studie.

„Diese Arbeit hat unser Verständnis der Multiskalen-Variabilität der unterirdischen Zirkulation im westlichen tropischen Pazifik gefördert“, sagte Zhang Linlin, korrespondierender Autor der Studie.