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2024 , Vol. 39 >Issue 4: 1293 - 1303

DOI: https://doi.org/10.6038/pg2024HH0415

Research progress on intraseasonal variability of Wyrtki jet

  • GuoJiao CAO , 1, 2 ,
  • TengFei XU 3, 4 ,
  • ZeXun WEI , 3, 4, *
Expand
  • 1 Jiangsu Maritime Institute, Research Center of Waterborne Intelligent Transportation and Maritime Services, Nanjing 211100, China
  • 2 Jiangsu Maritime Institute, Digital Engineering Technology Research and Development Center for Maritime Safety and Security, Nanjing 211100, China
  • 3 First Institute of Oceanography, MNR, Qingdao 266061, China
  • 4 Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling, Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology (Qingdao), Qingdao 266237, China

Received date: 2023-09-20

  Online published: 2024-09-29

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Copyright ©2024 Progress in Geophysics. All rights reserved.
Fold

Abstract

Wyrtki jet is an easterly jet that occurs during the monsoon transition period in the equatorial Indian Ocean. It generates abundant zonal redistribution of heat, salt, and water masses, which plays an important role in ocean thermohaline circulation of the eastern Indian Ocean and even global ocean. The intraseasonal variability of Wyrtki jet is related to the equatorial Kelvin waves and has a significant impact on the intraseasonal variability of the Indonesian throughflow in the outflow straits. It is also a triggering factor for the Indian Ocean Dipole. In addition, intraseasonal variability of Wyrtki jet can regulate the seasonal and interannual variabilities of Wyrtki jet across time scales, making it a potential important participant in climate variation of the tropical Indian Ocean and even the global world. Therefore, conducting in-depth research on the intraseasonal variability of Wyrtki jet is of great scientific significance for a profound understanding of the ocean circulation in tropical Indian Ocean as well as the process and mechanism of air-sea interaction in the Indian Ocean basin. This article mainly introduces the current research status of the intraseasonal variability of Wyrtki jet, and summarizes its generation mechanism as well as its seasonal and interannual variation characteristics. On this basis, future research on the intraseasonal variability of Wyrtki jet is prospected. We suggest that future research on the intraseasonal variability of Wyrtki jet can be conducted from two aspects: the correlation between the intraseasonal variability of Wyrtki jet and the Asian monsoon, and the correlation between the intraseasonal variability of Wyrtki jet and large-scale air-sea interaction events. Furthermore, it is pointed out that in the future, various methods such as observation, ocean circulation model and machine learning technology should be used to obtain data of Wyrtki jet. Based on these data, we can further clarify the impact of the intraseasonal variability of Wyrtki jet on local and global ocean and atmosphere, thereby improving understanding of the tropical Indian Ocean and global ocean circulation.

Cite this article

GuoJiao CAO , TengFei XU , ZeXun WEI . Research progress on intraseasonal variability of Wyrtki jet[J]. Progress in Geophysics, 2024 , 39(4) : 1293 -1303 . DOI: 10.6038/pg2024HH0415

0 引言

印度洋是世界第三大洋，其北靠阿拉伯半岛、伊朗和印度次大陆，南接南极大陆，西起非洲，东临澳大利亚、印度尼西亚和马来半岛，属于热带和副热带海区，再加上其北方倚靠着伊朗高原和世界屋脊—青藏高原，使得热带印度洋在海-陆-气相互作用的强烈影响下呈现出典型的季风气候特征.此外，热带太平洋和热带印度洋共同组成了全球海温最高、体积最大的暖水区——印度洋—太平洋暖池，暖池区域有丰富的海-气相互作用过程，这些海-气相互作用过程能够将暖池内海洋变化的影响力传输到热带外的海域.因此，印度洋—太平洋暖池的海洋变化在全球气候以及海洋变化中都扮演着重要的角色.赤道东印度洋是印度洋—太平洋暖池的重要组成部分，这一海域也因其特殊地理位置及资源、环境效应成为了近年来国内外海洋学界关注的重点海域(Gordon and Fine, 1996; Iskandar et al., 2005; Qu et al., 2009; Sprintall et al., 2014; Yang et al., 2015; Chen et al., 2016a, b; Zhong et al., 2022)，赤道东印度洋及其周边海域的海洋变化和海-气相互作用过程也成为了众多重大科技创新计划和国际合作项目的核心内容(Gordon et al., 2010; Chen et al., 2015; Duan et al., 2016, 2020；Li et al., 2018; Xu et al., 2018; 白寒冰和曾刚，2018；王涛等，2019).
热带印度洋上层海洋环流呈现出与热带太平洋和大西洋不同的特征，其中赤道印度洋表层海流的典型特征是在季风转换期(4—5月和10—11月)存在较强的海表面东向流，一般在赤道附近2°范围内最强，被称为Wyrtki急流(Wyrtki, 1973).Wyrtki急流发生时，赤道中印度洋表层海流流速能够达到80 cm/s以上(Han et al., 1999; Joseph et al., 2012; 韩国庆等, 2017)，由此引发的大量水团输运能够将赤道中印度洋表层暖海水向东输运，从而将赤道中、东印度洋的热、盐进行重新分配(Reppin et al., 1999)，使得赤道东(西)印度洋海平面升高(降低)，温跃层加深(抬升)，进而对东印度洋暖池的海温变化和上升流活动产生显著影响(Masumoto et al., 2005).当Wyrtki急流出现正异常时，异常强的东向急流使得表层更多暖海水涌向赤道东印度洋，导致东印度洋上层海洋热含量呈现出正异常，有利于这一海域局部大气对流活动的发展，影响当地生态环境和生产活动.同时，这些对流活动又会通过调节Hadley环流来影响季风活动，从而将这些异常强东向急流的影响力扩展到整个东亚以及南亚季风区.而当Wyrtki急流出现负异常时，赤道东印度洋就不存在这种上层海洋热含量的正异常现象.综合目前的研究结果发现，Wyrtki急流强度的变化对赤道印度洋以及整个北印度洋海表面高度、上层海洋热含量、海表面温度、盐度以及大气对流活动都具有显著影响，这也使其成为了北印度洋甚至全球气候变异的重要影响因素.
对于Wyrtki急流变化的研究开展得较早，总结现有研究发现，相较于Wyrtki急流最为显著的季节变化(Wyrtki, 1973; Han et al., 1999; Nagura and McPhaden, 2008, 2010)，季节内时间尺度的信号在前人研究中所得到的关注相对较少.现有研究成果显示，Wyrtki急流的季节内变化能够跨时间尺度影响其季节以及年际变化特征(Duan et al., 2016).此外，考虑到海洋季节内信号与大气季节内振荡(Zhang, 2005)、海洋上升流活动(Chen et al., 2015, 2016a)、厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation，简称ENSO(Holland, 1986; Ailikun and Yasunari, 2001))、印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole，简称IOD(Saji et al., 1999; Webster et al., 1999; Murtugudde et al., 2000))等系统相互关联、彼此牵制，能够将海洋季节内信号对于海洋以及大气的影响拓展到更长的时间尺度.因此，对于Wyrtki急流季节内信号进行深入研究能够加深对于热带印度洋海洋环流以及印度洋海盆尺度海-气相互作用过程和机制的理解，具有重要的科学意义.

1 Wyrtki急流的季节内变化特征

由于现场观测数据稀缺，对于Wyrtki急流季节内变化的研究进展相对其季节和年际变化而言比较缓慢.早期，基于仅有的几次对于赤道印度洋中部和西部的观测(Knox, 1976; McPhaden, 1982; Luyten and Roemmich, 1982; Reppin et al., 1999)，研究者们发现赤道印度洋经向以及纬向海流均存在季节内时间尺度的波动信号.其中，Luyten和Roemmich(1982)使用1979年4月至1980年6月在西赤道印度洋47°E—59°E的系泊海流观测阵列所得数据分析得到，海域内上200 m纬向海流存在显著的季节内变化，显著周期约为50天.McPhaden(1982)在Gan岛中央盆地(73°10′E，0°41′S)开展的早期观测工作结果也表明纬向流存在显著周期为30~60天的季节内变化.之后，Reppin等(1999)基于赤道80.5°E处声学多普勒海流剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler，简称ADCP)的观测结果指出，此处表层海流存在一个15.5天的季节内显著周期.此外，Webster等(2002)在对1999年4月和5月在赤道东印度洋的联合海气相互作用实验(JASMINE)巡航数据进行分析时发现，在其观测的几周时间内上层海洋流场发生了突然的变化，这也证实了赤道印度洋海表面流场季节内变化的存在.之后，Masumoto等(2005)对赤道90°E位置在2000年11月14日至2001年10月22日期间ADCP观测数据进行深入分析，功率谱分析结果显示在观测时段内纬向流的大部分能量都集中在120 m以浅的表层海洋中，而在海表纬向流各时间波段的变化中，季节内时间尺度的变化最为强烈，其最显著的周期为30~50天，从强度上来看，纬向流季节内变化的最大值能够达到70 cm/s.
得益于非洲—亚洲—澳大利亚季风分析和预报系泊阵列研究(Research Moored Array for African-Asian-Australian Monsoon Analysis and Prediction, 简称RAMA)项目(McPhaden et al., 2009)以及卫星遥感技术的进步，科学家们获得了越来越多的观测资料.基于这些观测资料，更多关于Wyrtki急流季节以及年际变化特征的研究得以开展，研究结果指出，Wyrtki急流的季节变化呈现出秋季强于春季的特点，年际变化与IOD和ENSO两个大尺度海气相互作用事件密切相关.总结这些研究成果不难发现，与季节和年际时间尺度的变化相比，较短的季节内时间尺度变化得到的关注较少.在这些基于RAMA浮标数据进行的海流季节内变化研究当中，Iskandar和McPhaden(2011)的研究成果比较具有代表性，他们结合卫星以及浮标观测数据对赤道印度洋纬向流季节内变化的动力学特征及其产生机制进行了全面分析.分析结果显示，沿赤道方向的纬向流存在显著周期为30~70天的季节内信号，这些季节内信号主要位于温跃层上方，在水平方向上随局地纬向风向东传播，在垂直方向上呈现出同位相变化的特征.此外，温跃层中的季节内纬向流信号也呈现出向东传播的特征，并且季节内波动的振幅随深度增加而减小，深层的季节内信号超前于接近表层的季节内信号.同样是基于浮标观测结果，Duan等(2016, 2020)发现了2013年春季和秋季Wyrtki急流的异常表现.首先是在Wyrtki急流出现的时间上，2013年秋季Wyrtki急流在12月份时达到峰值，滞后气候态平均状况一个月左右.其次是在Wyrtki急流的强度上，前人基于观测和数值模式结果均发现，气候态平均状况下，秋季Wyrtki急流的强度要强于春季，但是他们发现2013年春季Wyrtki急流的强度(1.8 m/s) 却明显强于同年秋季(1.4 m/s).进一步基于数值模式对2013年Wyrtki急流上述异常表现进行分析的结果显示，与赤道印度洋季节内振荡相关的纬向风异常控制了Wyrtki急流的季节内变化，2013年Wyrtki急流的异常就是由与赤道印度洋季节内振荡相关的季节内风场异常引起的.韩国庆等(2017)的研究结果也证实了这一点，他们认为2013年5月份的季节内振荡对流位相是导致春季印度洋海表面西风异常的直接原因，并进一步指出，季节内变化这种短时间尺度的海气相互作用过程可以跨时间尺度调控更长时间尺度海洋环流系统的变化.Zhong等(2022)在研究中也关注到了包含Wyrtki急流在内的赤道印度洋海表纬向流的季节内变化，并进一步针对这些季节内信号水平分布特征在北半球冬、夏两季存在显著季节性差异的成因进行了深入分析.
本文提取了RAMA项目中两个位于Wyrtki急流显著区域的浮标观测点数据，其中位于0°N，80.5°E处浮标数据的有效时间为2004年10月30日至2008年10月15日和2009年9月5日至2015年9月5日，位于0°N，90°E处浮标数据的有效时间为2000年11月14日至2009年3月14日和2009年11月9日至2014年1月18日，两个站点的观测均因设备故障而中断了一段时间.对两个站点观测数据的分析结果显示，春季(4—5月)Wyrtki急流和秋季(10—11月) Wyrtki急流的影响深度均可达150 m以上，其中上100 m范围内较强，随深度向下强度递减，Wyrtki急流出现时海洋表层纬向流流速最高可达1.5 m/s以上(图 1a、c).为了进一步了解Wyrtki急流的时间演变特征，对两个观测点上100 m平均纬向流进行了功率谱分析，结果显示，对于这两个浮标观测点来说，其上100 m平均纬向流最为显著的周期均为180天，除去这一半年时间尺度的显著周期外，二者还都呈现出在季节内时间尺度的显著周期，其中0°N，80.5°E处浮标数据显示出的季节内显著周期为75天(图 1b)，0°N，90°E处浮标数据显示出的季节内显著周期为51天和60天(图 1d).
图1 (a) 0°N，80.5°E RAMA浮标纬向流(单位：cm/s)，黑色框标注了春季(4—5月)和秋季(10—11月)；(b)为(a)上100 m平均纬向流的功率谱；(c，d)同(a，b)，为0°N，90°E结果

(a)—(h)依次代表滞后时间为-20天至+15天，只保留了能够通过95%置信度检验的部分(参考Iskandar和McPhaden(2011)文章内容重绘).

Fig 1 (a) Zonal current data from RAMA buoy located at 0°N, 80.5°E (unit: cm/s), the black boxes indicate April—May and October—November; (b) is the power spectrum of the zonal current averaged in the upper 100 m; (c, d) are same as (a, b), but for RAMA buoy located at 0°N, 90°E

2 Wyrtki急流季节内变化的产生机制

Wyrtki(1973)最先在研究中指出Wyrtki急流主要是受季风转换期赤道印度洋纬向风影响，是季风转换期间表层海流对于海表面西风异常的响应.之后，基于在Gan岛观测得到的风场和海流数据，Knox(1976)推算得出急流会因为西向风应力而加速，但是也会因为随时间推移出现的西向压力梯度力而减速.在数值模拟技术提升后，Han等(1999)借助数值模式对赤道东印度洋海表纬向流动力学特征进行了定量分析，结果也表明海表面风场强迫是Wyrtki急流最主要的驱动机制，其对Wyrtki急流振幅的贡献能够达到81%.
赤道印度洋海表纬向风呈现出在年和半年时间尺度上的显著变化(Hendon et al., 1998; Webster et al., 2002)，而且赤道印度洋海表面风场的季节内波动与Madden-Julian振荡(Madden-Julian Oscillation，简称MJO(Madden and Julian, 1971))密切相关.考虑到海洋对大气强迫的基本动力响应机制，作为赤道印度洋东向急流的Wyrtki急流也应该具有较强的季节内变化.综合赤道印度洋表层海流季节内变化的产生机制的研究结果发现，对于沿赤道远离印度洋西边界的纬向流来说，其大部分季节内变化是直接由风场驱动产生的，这一结论既适用于显著周期为30~60天的变化，也适用于东赤道印度洋显著周期为90天左右对弱风场强迫而产生的海洋共振响应(Han et al., 1999; Han, 2005；Sengupta et al., 2007).
Iskandar和McPhaden(2011)对赤道印度洋季节内纬向流信号的产生过程进行了细致分析，结果表明，在0°N，90°E处表层垂向平均纬向流达到极值前15天左右，印度洋海盆对流运动开始发展(图 2b).随着对流运动进一步发展旺盛，赤道印度洋的东风减弱，西风开始发展(图 2c).增强的对流逐渐向东移动，赤道印度洋的西风也进一步增强，如图 2b—d所示.在零滞后条件下，最大海表面高度异常到达印度洋东边界的苏门答腊岛沿岸(图 2e).在接下来的15天时间里，呈现出了对流抑制区域的演变以及向东传播的特征(图 2f—h).抑制对流区域的演变与印度洋东部西风的减弱和东风的发展有关.海表面高度异常对季节内海表面风场的响应表明赤道附近表层海洋会直接对季节内纬向风场强迫产生响应，随后能量以赤道Kelvin波的形式在温跃层中向下和向东传递.此外，赤道上季节内纬向流的变化与印度洋东部和中部海盆的赤道外海表面高度波动相关，二者相关性的产生主要也是借助于海表面风场的作用，因为赤道外风应力旋度可以产生局地Ekman抽吸和向西传播的Rossby波，带来海表面高度的改变，进而影响赤道表层纬向流的季节内变化.
图2 季节内(20~90天波段)海表面高度异常(填色)、向外长波辐射(等值线)和海表面风场(箭头)与0°、90°E处季节内表层平均(40~100 m)纬向流的超前滞后相关系数演变图

Fig 2 Maps of intraseasonal sea surface level anomaly (shading), outgoing longwave radiation (contour), and sea surface wind field (arrows) regressed onto intraseasonal depth-averaged (40~100 m) zonal currents at 0°, 90°E

(a)—(h) Represents a lag time of -20 days to +15 days in sequence. Value that are not significant at 95% confidence limit have been masked (redraw referred to Iskandar and McPhaden(2011)).

在研究者们对于Wyrtki急流季节内信号是由海表面风场激发这一结论达成共识后，一些研究又进一步细化了Wyrtki急流季节内信号与海表面风场之间的相关性.在这些研究中，Masumoto等(2005)将位于0°N, 90°E处40 m深度的纬向流变化与赤道上不同经度处的海表面风应力变化进行相关性分析，结果显示，在30~40天的季节内时间波段内，纬向流与赤道上80°E—90°E范围内的风应力具有显著相关性，相关系数超过0.8.由此可见，赤道90°E处海表纬向流的季节内变化主要由赤道80°E—90°E范围内的纬向风季节内变化所驱动，具体驱动方式又分为局地风场强迫和远程海洋波动调控两种.2013年，国家海洋局“全球变化与海气相互作用专项”印度洋南部水体环境综合调查春季航次在赤道中印度洋(0°N, 85°E)布放了一套深水潜标系统，研究者们将观测所得的海表纬向流与同位置处海表纬向风场数据进行对比分析发现，二者存在显著正相关性，相关系数为0.39(韩国庆等，2017).
除了海表面风场，海洋不稳定性也是赤道印度洋表层急流季节内信号的产生原因之一.以赤道西印度洋为例，Moore和McCreary(1990)在研究中指出，赤道西印度洋周期为40~50天的变化是由海表面风场强迫产生的，之后Sengupta等(2001)也对西印度洋以及斯里兰卡以南和以东赤道的海洋季节内变化进行了分析，指出这些季节内信号的显著周期为30~50天左右，基于一个由日平均风应力驱动的海洋环流模型对这些海洋季节内变化产生机制的分析表明，海洋内部的不稳定性对于这些季节内信号的产生具有重要贡献.但是鉴于这些研究主要关注的是西赤道印度洋或者是近赤道地区纬向流，与本文所关注的Wyrtki急流不属于同一区域，因此我们认为海洋不稳定性不是Wyrtki急流季节内变化产生的主要原因.

3 Wyrtki急流季节内信号的季节及年际变化特征

近些年来，越来越多的研究开始关注Wyrtki急流季节内信号的季节和年际变化特征，并逐步揭示了Wyrtki急流季节内信号的跨时间尺度影响力.
如上节所述，控制Wyrtkij急流季节内变化的主要因素是海表面风场的季节内变化，而赤道印度洋海表面风场的季节内变化主要是受MJO事件影响，考虑到MJO存在显著的季节和年际变化特征，Wyrtki急流的季节内变化也会存在一定季节和年际差异性，这一点也在前人研究和现有数据中得到了证实.Prerna等(2019)在分析Wyrtki急流海域的季节内循环时指出，对于表层纬向海流的季节内信号来说，信号最强的海域在东印度洋海盆附近，在赤道75°E以西季节内信号的强度会迅速减弱.此外，春、秋季Wyrtki急流季节内信号对于海表面风场季节内信号的响应存在差别，春季Wyrtki急流事件发生时，在赤道中、东印度洋有非常强的季节内急流，而在秋季Wyrtki急流事件发生时，季节内变化所占的比重要小很多，也就是说，秋季Wyrtki急流事件出现时季节内风场强迫的贡献相对春季要弱很多.本文使用OSCAR表层海流卫星观测资料，对北半球春季和秋季时海表纬向流季节内信号标准差的水平分布特征进行了对比(图 3)，从春季和秋季0~30 m垂向平均纬向流季节内信号标准差的水平分布可以看出，春季时Wyrtki急流的季节内变化强于秋季，纬向流季节内信号的标准差最大约为0.3 m/s，而秋季时这一数值仅为0.25 m/s左右.这一对比图呈现出Wyrtki急流季节内信号的显著季节性差异，即春季时赤道印度洋80°E—90°E范围内的纬向流季节内变化强于秋季.综合前人对于Wyrtki急流季节变化特征的研究结果可知，不管是观测还是数值模式结果均表明，气候态平均状况下，秋季Wyrtki急流比春季Wyrtki急流的流速更大，自表层向下延伸的深度也更深一些(Han et al., 1999；Knox, 1976; McPhaden, 1982; Qiu and Yu, 2009; McPhaden et al., 2015).因此，就信号强度来讲，Wyrtki急流季节内时间尺度信号与Wyrtki急流整体呈现出相反的季节变化特征.
图3 (a) 北半球春季(4—5月)和(b)秋季(10—11月)0~30 m垂向平均纬向流季节内信号标准差的水平分布(单位：m/s)

黑色框为Wyrtki急流存在显著季节内变化的海域.

Fig 3 (a) Standard deviation of intraseasonal zonal current (unit: m/s) averaged in the upper 30 m during boreal spring (April—May) and (b) fall (October—November)

The black boxes indicate areas with significant intraseasonal variabilities.

Zhong等(2022)在对赤道印度洋海表纬向流季节内变化进行分析时揭示了赤道印度洋不同海域季节内海表纬向流信号在北半球夏季和冬季的季节差异性及其产生原因.就赤道印度洋季节内海表纬向流的水平分布特征而言，东印度洋海盆80°E—90°E区域和西部边界45°E—55°E区域均存在显著的季节内海表纬向流信号，正如图 4a、b中黑色线所示，两个海域季节内海表纬向流信号均存在明显的季节差异，并且其季节差异性是一致的，即：北半球夏季(5—10月)的季节内海表纬向流信号强于冬季(11—次年4月).但是，空间差异性导致两块海域季节内海表纬向流信号季节差异的产生机制存在区别，其中东印度洋海盆的季节内海表纬向流主要是由大气季节内振荡驱动产生的，其作用能够贡献这一海域季节内海表纬向流总方差的91%(图 4c)，而在西印度洋海盆边界处的季节内海表纬向流信号的产生过程中，大气季节内振荡和海洋内部不稳定性都有很大贡献(图 4d).这一研究成果对于Wyrtki急流季节内信号季节差异性的研究具有一定启示性.在太平洋，海洋季节内变化被认为在ENSO事件的演变中发挥重要作用.例如在El Nino事件发生之前，西太平洋能够观测到频繁的强季节内西风事件(Luther et al., 1983), 下沉赤道Kelvin波是作为对这些季节内海表面风场变化的基本海洋动力学响应而产生的，这有助于触发El Nino事件(Kessler et al., 1995；McPhaden and Yu, 1999).研究者们认为上述季节内时间尺度和低频时间尺度现象之间的相互作用同样也发生在热带印度洋的Wyrtki急流事件中.Duan等(2016)利用国家海洋局“全球变化与海气相互作用专项”于2013年布放在赤道印度洋85°E的深海潜标观测数据，揭示了2013年春季与秋季Wyrtki急流的演化特征，发现两次急流过程相较于气候态呈现出强度更强、范围更深、时间更短等特征.进一步分析结果表明，2013年Wyrtki急流在季节以及年际变化上所呈现出来的异常现象都与季节内振荡事件有关，这为Wyrtki急流季节内变化能够跨时间尺度影响其季节及年际变化特征提供了强力支撑(图 5).此外，Deshpande等(2017)在研究中也发现春季Wyrtki急流存在显著年际变化，并且指出这一年际变化明显受其季节内变化的调控.在赤道印度洋季节内西风异常较强的年份，异常强的Wyrtki急流季节内信号会导致赤道东印度洋的暖水堆积，产生上层海洋热含量正异常，使得东印度洋局地对流发展异常旺盛，进而通过改变Hadley环流来影响季风降水.但是，这种影响过程在Wyrtki急流季节内变化较弱的年份是不存在的.Deng等(2021)在分析春季Wyrtki急流的年际变化时指出，春季Wyrtki急流具有明显的年际变化特征，而且其年际变化与冬季El Nino Modoki指数存在显著相关性，这是因为热带印度洋的海表面风场异常是和与El Nino事件密切相关的Walker环流紧密联系在一起的，并且他们在研究中进一步指出，春季Wyrtki急流的年际变化对印度洋夏季风开始之前的海表面盐度输运具有显著影响.
图4 (a) 北半球夏季(5—10月)季节内表层纬向流(单位：m/s)标准差沿赤道的分布，纬向流取5~50 m、2°S—2°N范围内的平均值，黑色线为考虑所有因素的HYCOM模式结果，黄色线表征大气季节内振荡的作用，红线表征海洋内部不稳定性的作用，橙色线表征季节内风应力的作用；(b)同(a)，但为冬季(11—4月)的结果；(c)2°S—2°N、80°E—90°E区域5~50 m平均季节内表层纬向流的时间序列，黑色线为考虑所有因素的HYCOM模式结果，红色线表示相同情况下仅由大气季节内振荡作用产生的季节内表层纬向流，蓝色线表示相同情况下仅由海洋内部不稳定性作用产生的季节内表层纬向流，灰色阴影部分表示北半球夏季(5—10月)；(d)同(c), 但为2°S—2°N、45°E—55°E区域的结果(引自Zhong等(2022))

Fig 4 (a) The standard deviations of the intraseasonal zonal current (unit: m/s) along the equator during boreal summer (May—October). The intraseasonal zonal current is averaged over 5~50 m, 2°S—2°N. The black line represents the result of the HYCOM model considering all factors, the yellow line represents the role of intraseasonal atmospheric oscillations, the red line represents the role of oceanic internal instabilities, and the orange line represents the role of intraseasonal wind stress; (b) is the same as (a), but for data during boreal winter (November—April); (c) Time series of the intraseasonal zonal current averaged over 5~50 m, 2°S—2°N, 80°E—90°E from the HYCOM model considering all factors (black line). The red line represents the intraseasonal zonal current generated solely by the intraseasonal atmospheric oscillations under the same conditions, while the blue line represents the intraseasonal zonal current generated solely by the oceanic internal instabilities. Gray shading indicates boreal summer (May—October); (d) is same as (c), but for the result averaged over 2°S—2°N, 45°E—55°E (Cited from Zhong et al., 2022)

图5 (a) 气候态日平均强迫场驱动产生的赤道印度洋表层纬向流(2°N—2°S平均, 单位：m/s)经度-时间变化图；(b)同(a), 为2013年日平均强迫场驱动的结果；(c)同(b)，但是在强迫场中滤除了季节内信号(引自Duan等(2016))

Fig 5 (a) Time-longitude diagram of simulated surface zonal current (averaged over 2°N—2°S with unit m/s) along the equatorial Indian Ocean forced by daily forcing fields from climatology; (b) is same as (a), but for the results from models forced by daily forcing fields from 2013;The forcing fields in (c) are same as those in (b) except for subtracting signals of intraseasonal atmospheric oscillation (Cited from Duan et al., 2016)

综合以上关于Wyrtki急流季节内信号季节和年际变化特征的研究，Wyrtki急流季节内信号能够跨时间尺度调控Wyrtki急流甚至更大尺度海气相互作用事件的季节以及年际变化, 使其成为热带东印度洋甚至全球气候变异的潜在重要参与者.因此，对Wyrtki急流季节内变化特征及其季节、年际变异性展开深入研究就显得尤为重要了.

4 总结与展望

Wyrtki急流作为全球海洋环流系统的重要组成部分，具有重要的物质输运意义，一直是海洋学研究的热点问题.总结目前关于Wyrtki急流的研究成果发现，相对其季节变化和年际变化，较短时间尺度的季节内变化研究较少.本文将Wyrtki急流季节内变化作为研究对象，对其变化特征、产生机制、季节及年际变化特征等方面的相关研究进展进行了总结.基于以上总结，我们将进一步对于Wyrtki急流季节内变化的未来研究方向进行展望，认为接下来对于Wyrtki急流季节内变化的研究可以从以下两个方面开展：
(1) Wyrtki急流季节内变化与亚洲季风之间的关联性
春(秋)季Wyrtki急流是春(冬)季阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾的主要影响因素(田永青等，2022).因为Wyrtki急流沿赤道向东输运的过程能够将阿拉伯海高盐水带到赤道东印度洋的苏门答腊岛沿岸，之后岛屿的阻挡会使得高盐水在苏门答腊岛西岸堆积，从而在孟加拉湾湾口产生西向的压强梯度力.在地转平衡作用下，由西向压强梯度力产生的北向地转流会将堆积的高盐水输送至孟加拉湾内，改变海域上层的海洋动力及热力结构.Li等(2022)也关注到了Wyrtki急流与孟加拉湾夏季风之间的关联性，首次指出这一海域内季风爆发的时间通常是春季Wyrtki急流生命周期的重要转折点，并进一步论证了二者之间的这种锁相关系主要是受到了在此期间赤道印度洋第一支向北传播至孟加拉湾的大气季节内振荡事件的调控.此外，张东凌等(2018)的文章中也已经明确指出，春季Wyrtki急流异常会对亚洲热带夏季风的开始时间及强度产生影响.综上可知，孟加拉湾作为南亚季风爆发最早的海区和我国夏季水汽的主要源地，与Wyrtki急流关系密切.因为Wyrtki急流的输运会引发海域上层的海洋动力及热力结构变异，进而通过海域内丰富的海气相互作用过程传递给季风环流，最终调控我国气候变化.因此，Wyrtki急流季节内变化与亚洲季风之间的关联性这一未来研究方向不仅能够丰富目前东印度洋海盆海-气相互作用的研究成果，具有重要的科研价值，还能够为我国降水、干旱等气候预报提供更加准确的参考指标，指导我国农业生产及居民生活，产生实际经济价值.
(2) Wyrtki急流季节内信号与大尺度海-气相互作用事件之间的关联性
Wyrtki急流的季节内变化不仅会对赤道印度洋海流系统产生影响，还会通过影响赤道印度洋的海-气相互作用过程进而影响区域和全球气候变化.其影响方式大致包含以下几种：首先，热带东印度洋障碍层的产生及维持在很大程度上取决于Wyrtki急流对于赤道东印度洋的纬向入侵(Masson et al., 2002)；其次，Wyrtki急流季节内输运会影响赤道东印度洋的海表面温度，由此引发这一海域大气季节内扰动的改变；最后，季节内变化的季节以及年际调制会将季节内变化影响的时间尺度延长，也就是说，Wyrtki急流季节内信号的季节以及年际变化会通过在更长时间尺度上影响大尺度海-气相互作用过程来进一步调控全球气候变化.未来针对Wyrtki急流季节内信号与大尺度海-气相互作用事件之间的关联性进行深入研究，有利于增进对热带印度洋海洋环流系统的认知，具有重要的科学意义.
综合以上关于Wyrtki急流季节内变化的研究发现，目前对于Wyrtki急流季节内变化研究的阻碍主要是急流所在海域的海流数据稀缺.海表面流场数据的获取一直以来都是海洋学研究中的一个难题，目前常用的表层海流资料一般有两种来源，一是由海洋漂流浮标直接观测所得，另一种是基于卫星遥感数据(海表面高度和海表面风场数据等)计算得到地转流和Ekman流.Wyrtki急流所处的赤道中印度洋浮标观测数据稀缺，而使用卫星遥感数据基于地转平衡关系进行海流计算的方法对于在较小空间和时间尺度上激发的亚中尺度海洋现象以及高频波/潮汐等评估困难且误差较大，因此对于Wyrtki急流所处海域也不太适用.为了突破这一阻碍，建议今后除了借助加强观测和发展高分辨率海洋环流模式这些传统海洋学数据获取方法来获取更多数据外，还可以尝试使用机器学习这种新技术来获取更多有效数据.
基于以上关于Wyrtki急流季节内变化研究的总结论述，我们建议把今后的关注点放在如何获取更多Wyrtki急流相关的有效数据，并基于这些数据来深入分析Wyrtki急流季节内信号的季节、年际差异性，进一步厘清这些季节和年际波动信号对局地以及全球海洋和海洋的影响力，提高对于热带印度洋海洋环流以及印度洋海盆尺度海-气相互作用过程的认识.

感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持！

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