近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室和热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室王卫强研究员团队在赤道印度洋潜流多时空尺度变异机制研究方面取得系列新突破。相关研究成果分别以“Re-emergence of Indian Ocean Equatorial Undercurrent under Early Positive Indian Ocean Dipole”和“IOD-driven Quasi-biennial Variability Influence on Indian Ocean Equatorial Undercurrent”为题，发表于国际知名期刊Communications Earth & Environment和Journal of Climate上。LTO副研究员黄科为论文第一作者兼通讯作者，研究员王卫强为共同通讯作者，合作作者包括美国科罗拉多大学博尔德分校教授Weiqing Han、华东师范大学教授吴莹等人。

在热带海洋温跃层中，隐藏着一支强劲的"水下高速通道"——赤道潜流（Equatorial Undercurrent, EUC）。作为全球海洋环流系统的关键组成部分，EUC如同海洋中的"大动脉"，源源不断地输送着物质和能量，深刻影响着区域乃至全球海洋环流、气候和生态系统的动态平衡。然而，与全年稳定存在、维持热量平衡的太平洋和大西洋EUC不同，印度洋EUC表现出独特的“消失-再现”间歇性的动态平衡特征：仅在每年早春和早秋出现，而在夏季和冬季则几乎完全消失——这一现象被誉为印度洋最重要的观测发现之一。长期以来，学界普遍将印度季风视为导致EUC间歇性消失的主要驱动力，但最新研究揭示其背后的调控机制远比传统认知更为复杂。

研究团队基于潜标阵列的长期连续观测，发现近几十年来印度洋EUC在夏季出现了显著的“再现“趋势，并进一步揭示了其背后的"双重调控"机制。研究表明，印度洋EUC夏季再现受到印度洋偶极子（IOD）多样性和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）遥强迫的共同调控。当夏季成熟的正IOD事件爆发时，海气耦合过程显著增强，形成有利于EUC发展的耦合动力环境，让原本应在夏季消失的EUC重新出现在赤道温跃层。更为意外的是，夏季EUC的再现还与前一年冬季的拉尼娜事件密切相关。拉尼娜如同EUC的幕后激发因子，通过激发赤道海盆波动，沿“海盆传播—边界反射—再传播”的动力路径，将能量储存并传递至次年夏季，进一步促成了EUC的夏季回归。这一发现突破了传统“季风控制消失”的认识框架，提出了“冬季ENSO—夏季IOD”双重交织作用的新驱动机制。在全球持续变暖的背景下，热带印度洋气候模态频率和强度的显著变化使得印度洋EUC夏季再现事件趋于频繁，这将进一步重塑印度洋物质和能量输送特征，对邻近区域气候系统和生态环境产生更为深远的影响。

图1：(a) 赤道潜流是热带海洋环流系统中一支“水下高速通道”，影响热带物质能量输运；(b) 赤道印度洋潜流夏季重现背后的“双重调控魔术”示意图

长期以来，学界已注意到印度洋EUC存在显著的年际变化，且与IOD事件密切相关。然而，受ENSO等复杂动力背景的干扰，难以清晰区分局地和遥强迫对EUC年际变异的调控机制，限制了其预测能力。研究团队基于长时间观测数据、再分析资料和海洋动力模式，结合多种统计分析方法，精细识别出EUC具有的独特准两年变率特征。在准两年时间尺度上，EUC呈现出规律性的“相位转换”，表现为盆地环流一致振荡（EUC模态）与东西反向“跷跷板”模态（EUC转换模态）的交替出现。这一周期性特征与IOD固有的准两年“充放电振荡”框架高度吻合，其驱动机制主要源于风场与温跃层的耦合过程，通过激发赤道低频波动，促使潜流发生复杂的相位演变与动力调整。

这一系列成果凸显了我室观测系统在揭示印度洋环流变异机理中的关键作用，不仅深化了对印度洋EUC在全球潜流多样性中独特作用的认识，也为提升热带环流系统模拟能力提供了新思路，并为物理海洋、生物海洋与地球化学等多学科交叉研究奠定了重要理论基础。

本研究获得国家自然科学基金重点项目和面上项目，以及基金委共享航次 的联合资助与数据支持。

图2：印度洋偶极子的固有振荡通过风场–温跃层的耦合作用，驱动赤道潜流发生复杂的位相演变及准两年波动响应的机制示意图

相关论文信息：

1. Huang, Ke*, W. Han, T. Zu, Y. Wu, K. Xu, W. Wang. (2025b). Re-emergence of Indian Ocean Equatorial Undercurrent under Early Positive Indian Ocean Dipole. Communications Earth & Environment, 6, 698. https://doi.org/10.1038/s43247-025-02704-4

2. Huang, Ke*, D. Wang, Y. Zhu, W. Zhou, J. Yao, B. Peng. (2025c). IOD-driven Quasi-biennial Variability Influence on Indian Ocean Equatorial Undercurrent. Journal of Climate. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-25-0015.1

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s43247-025-02704-4

https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/aop/JCLI-D-25-0015.1/JCLI-D-25-0015.1.xml