Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

Индонезийские моря и их роль в связанной системе океан-климат

Из Индонезии в Индию | Earthdata

Исследователи следят за странствиями пресной воды в тропиках.

Джейн Бейтлер

В Индонезии сезон дождей.Вода спускается с парашютом из тропических облаков, чтобы начать свой путь к морю. Дождь льется с неба пластами воды, шлепающими по песчаной земле Индонезийского архипелага. Вода скатывается с пальмовых листьев, камней и насыщенной почвы островов Суматра, Ява и Борнео, впадая в ручьи и заливы, а затем в Яванское море. Пресная вода в конечном итоге смешается с толпой соленой воды, но во время сезона дождей ее достаточно, чтобы подсластить шлейф, растекающийся по поверхности Индийского океана.И, в свою очередь, освеженные дождями воды текут в проливы Индонезии от Тихого до Индийского океана.

Дождь и пресная вода — ингредиенты в ежедневном круговороте воды в океане, но океан — это горшок, который никогда полностью не перемешивают. Воды постоянно движутся и перемешиваются. Подобно моделям давления и температуры в атмосфере, которые создают погодные условия, океаны заняты обменом тепла и пресной воды для создания водного климата. Пресная вода плавает у поверхности, легче, чем холодная соленая вода, которая тонет, особенно возле Северного и Южного полюсов, вызывая как вертикальную циркуляцию, так и ленточную циркуляцию соленой и холодной воды по всему миру.Океан также обменивается своим теплом с атмосферой, помогая стабилизировать климатические модели, которые формируют наш мир.

Для таких исследователей, как Джим Потемра, которые изучают, как океаны циркулируют и перемешиваются у поверхности, новый глобальный спутник, измеряющий соленость морской поверхности, обещал более широкий, но более пристальный взгляд на эти процессы. Тем не менее, ученые не знали, что именно могут уловить новые спутниковые данные. «Когда мы начали сетку данных, мы сказали, что давайте посмотрим на регионы, где у нас нет хорошего представления о поверхностных потоках.Сигнал, исходящий из индонезийских морей, был немного удивительным », — сказал Потемра. Это было свидетельством особенности, о которой они больше всего мечтали.

Солнце встает над рыболовной платформой в Кепулауан-Серибу. (Тысяча островов) в Яванском море. (Предоставлено buitenzorger / Flickr)

Более свежая вода встречает более соленую

Потемра и его коллеги располагали некоторыми данными, которые рассказали им о шлейфе с низкой соленостью, выходящем из Зондского пролива в Индонезии, который находится между индонезийскими островами Ява и Суматра и соединяет Яванское море с Индийским океаном.Его ширина составляет всего 15 миль, а его более широкий юго-западный конец перемежается группой небольших островов, наиболее известным из которых является вулкан Кракатау, взорвавшийся в 1883 году с силой 13 000 ядерных бомб.

Исследователи предположили, что пресная вода поступает не только с прилегающих островов, но и из северных районов. До сих пор у них не было данных, подтверждающих его происхождение. Но в новых данных NASA Aquarius, космического инструмента для изучения солености морской поверхности, было северное начало более свежего шлейфа.

Добавление дождя и стока — это не включение блендера. В тропиках менее плотная пресная вода может некоторое время задерживаться на более соленой поверхности. Ветры и течения переносят этот свежий слой в море, где он в конечном итоге рассеивается и смешивается. Прежде чем исчезнуть, этот прилив свежести может оставить свои отпечатки на местных условиях. «Это может быть часть местных обменов, таких как потоки воздуха и моря, или регулирование местных режимов выпадения осадков», — сказал Потемра. Может ли это быть частью более крупной погодной или климатической модели, такой как фазы Эль-Ниньо?

В Яванском море пресная вода из дождевого стока проходит через несколько проливов, унося ее по пути между Индийским и Тихим океанами, известному как Индонезийский поток.Именно здесь, в экваториальной части Индии и Тихого океана, рождается погодный паттерн, называемый Эль-Ниньо Южное колебание (ЭНСО), как либо теплая фаза, называемая Эль-Ниньо, характеризующаяся более теплыми поверхностными водами, либо ее более прохладная сестра Ла-Нинья. Эти фазы ЭНСО приносят более влажные или более засушливые годы в Индонезию и Австралию, а также большее или меньшее количество циклонов и дождей в тропическую часть Тихого океана и распространяют влажные или засушливые условия на Северную и Южную Америку и за ее пределы.

Но с чего начинается фаза ЭНСО? У моделей есть некоторый навык прогнозирования ЭНСО на основе температуры поверхности и других переменных, но иногда фаза может выдыхаться, а не формироваться.Недавно исследователи отметили изменения солености, сопровождающие Эль-Ниньо и Ла-Нинья, что побудило их глубже изучить взаимосвязь между соленостью поверхности моря и ENSO. Может ли соленость вызвать эти изменения, влияя на вертикальный обмен холодной и теплой водой, или изменения солености могут обозначить поворот? То, что они увидели, наводило на мысль, что это может быть одно или оба сразу. Это был один из нескольких непреодолимых вопросов, которые побудили НАСА запустить «Водолей».

До того, как стали доступны спутниковые данные, исследователям пришлось создать компьютерные модели для моделирования и изучения этих сил в глобальном масштабе, а буи, разбросанные по ключевым точкам, а также автономные поплавки, широко распространенные в открытом океане, обеспечивали локальные измерения для питания моделей.Коллега Потемры по Гавайскому университету Питер Хакер сказал: «Джим занимался численным моделированием Южно-Китайского моря и Индонезии. Так началось наше исследование «. Но буи и поплавки редкие и близорукие, а модели дальнозоркие и не могут разглядеть многие детали.

Если смотреть на вулканические породы, то остров Себеси виден с острова Уманг-уманг через Зондский пролив. Уманг-уманг — необитаемый остров, расположенный в Зондском проливе, недалеко от Кракатау. Уманг-уманг означает рак-отшельник на индонезийском языке.(Предоставлено buitenzorger / Flickr)

Глобальный взгляд на поверхность океана

Водолей обещал помочь им увидеть промежуточное положение. «Водолей собирался обеспечить охват солености в масштабе, которого у нас никогда не было, каждые 10 километров [6 миль], с пространственным усреднением 100 километров [62 миль] для каждого измерения. Это немного похоже на то, как три очень быстрых корабля движутся параллельно друг другу по всему земному шару, день за днем ​​», — сказал Хакер. У Водолея было три радиометра, которые измеряли незначительную разницу в уровнях микроволнового излучения из-за солей в воде.Члены команды Aquarius Олег Мельниченко и Николай Максименко вместе с коллегами Хакера и Потемры из Гавайского университета превратили эти показания выбросов в карты солености морской поверхности с высоким разрешением.

Копаясь в изображениях, их глаза привлекли потоки пресной воды, проходящие через Зондский пролив, между островами Суматра и Ява и впадающие в Индийский океан. «Это единственное низкоширотное соединение между океанскими бассейнами. Это способ, которым Тихий океан может сообщаться с Индийским океаном, и это важно, потому что динамика солености на экваторе отличается от динамики на полюсах », — сказал Потемра.Вместо того, чтобы вызывать глубокую вертикальную циркуляцию океана, как в полярных океанах, контрасты солености в тропиках могут иметь более быстрые и локальные последствия, помогая, например, определять высокопродуктивные места для рыбной ловли.

Участки пресной воды были обнаружены в этом районе Индийского океана, но многие исследователи полагали, что их вызвали проливные дожди. По данным Водолея, закачка пресной воды через пролив стала проявляться в деталях. Выйдя в море, можно было увидеть, как потоки пресной воды движутся на запад или юг, или остаются близко к проливу, в зависимости от сезона и течений.Ветры вокруг островов вызывают изменения уровня моря, которые помогают пресным водам проходить через пролив, особенно во время юго-восточного муссона.

Данные показали, что Зондский пролив был более свежим во время Эль-Ниньо 2011 года, что является дополнительным свидетельством связи между ЭНСО и соленостью. Хотя этот шлейф пресной воды не был бы главным триггером Эль-Ниньо 2011 года, он подчеркивает необходимость лучшего понимания процессов меньшего масштаба. Добавление этих знаний к сложным моделям, которые помогают прогнозировать паттерны ЭНСО, может повысить надежность прогнозов.В конечном итоге могут появиться более совершенные модели, которые помогут людям, переживающим влажные и засушливые годы, благодаря ENSO во всем мире лучше подготовиться.

На этом снимке Индийского океана у Зондского пролива видно снимки солености морской поверхности в практических единицах солености (psu) из Инструмент НАСА Водолей. Фиолетовый, синий и зеленый цвета указывают на нижнюю поверхность. соленость. (С любезного разрешения J. Potemra и др., 2016 г., журнал Journal of Geophysical Research: Океаны )

У берега

Миссия Aquarius собирала данные с 2011 по 2015 год, когда перестала работать ее спутниковая платформа.Европейский спутник «Влага почвы и соленость океана» (SMOS) продолжает работу по определению солености, в то время как другие спутники наблюдения Земли присоединились к этой работе. Миссия NASA Soil Moisture Active Passive (SMAP), хотя и предназначена для измерения влажности почвы, включает в себя прибор, который также может использоваться для измерения солености морской поверхности.

Хотя новый объем данных о солености является многообещающим, это исследование показало полезность дистанционного зондирования солености в небольших объектах, таких как Зондский пролив, которые обычно не подвергаются анализу традиционными методами.«Это важный вопрос при изучении индонезийского сквозного потока, где множество островов создают проблемы для спутника», — сказал Хакер. «Часто эти пресноводные шлейфы находятся недалеко от берега». Спутниковые данные замаскированы у берега, чтобы земля не загрязняла сигнал. «Как мы попадем в замаскированную область?» — сказала Потемра. «Глядя на необработанные данные, мы могли видеть, что были некоторые проблемы». Спутник SMAP дает преимущество перед Aquarius, позволяя проводить спутниковые измерения солености ближе к побережью.

Для Хакера, Потемры и других найти свой путь в новом наборе данных — забавная проблема. «Любая наука, в которой есть новые наблюдения, действительно захватывающе», — сказал Хакер. «Это похоже на прогулку по лесу, в котором вы никогда раньше не бывали. Вот что такого интересного в Водолее ».

Список литературы

Проект НАСА «Водолей». 2015. Официальный релиз Aquarius Соленость морской поверхности, уровень 2. Вер. 4.0. PO.DAAC, Калифорния, США. DOI: 10.5067 / AQR40-2SOCS.

Потемра, Дж. Т., П. В. Хакер, О. Мельниченко и Н. Максименко. 2016. Спутниковая оценка обмена пресной водой между индонезийскими морями и Индийским океаном через Зондский пролив. Журнал геофизических исследований: океаны . DOI: 10.1002 / 2015JC011618.

Для получения дополнительной информации

Центр распределенного активного архива физической океанографии НАСА (PO.DAAC)

НАСА Водолей

Активно-пассивное средство для определения влажности почвы (SMAP) NASA

(PDF) Океанография морей Индонезии и их течение

Океанография Vol.18, No. 4, декабрь 2005 г. 27

Nature News and Views 421: 904–905.

Гордон А.Л. 2001. Межокеанский обмен. Глава

4.7. Стр. 303–314 в Ocean Circulation and Cli-

mate, G. Siedler, J. Church, and J. Gould, eds.

Academic Press.

Гордон А.Л. и Р.Д. Сусанто. 2001. Banda Sea

Дивергенция поверхностного слоя. Ocean Dynamics

52: 2–10.

Гордон А.Л. и Р.А. Отлично. 1996. Пути

воды между Тихим и Индийским океанами в

индонезийских морях.Природа 379: 146–149.

Гордон, А.Л., К.Ф. Джуливи и А.Г. Илахуде. 2003a.

Глубокие топографические преграды в Индоне —

сийских морей. В: Physical Oceanography of the In-

dian Ocean в период WOCE, F. Schott,

ed. Deep-Sea Research II (50): 2,205–2,228.

Гордон А.Л., Р.Д. Сусанто и К. Вранес. 2003b.

Прохладный индонезийский сквозной поток как следствие ограниченного потока в поверхностном слое. Природа

425: 824–828.

Гутман Г., Цисар И., Романов П. 2000. Us-

Продукция NOAA / AVHRR для мониторинга воздействия Эль-

Ниньо: в центре внимания Индонезия в 1997–

1998. Бюллетень Американского метеорологического общества

81 (6): 1,189–1,205.

Хатаяма, Т. 2004. Преобразование Индона-

через поток воды путем вертикального перемешивания и

его связь с приливно-генерированными внутренними волнами.

Океанографический журнал 60: 569–585.

Хаутала, С.Л., Дж. Спринталл, Дж. Потемра, Дж. К. Чонг, В.

Пандо, Н. Брей и А. Г. Илахуд. 2001. Veloc-

Структура и перенос индонезийского потока

через основные проливы, ограничивающие поток

в Индийский океан. Журнал геофизических исследований

106: 19,527–19,546.

Хаутала, С., Дж. Рейд и Н. Брей. 1996. Распределение и перемешивание тихоокеанских водных масс в

индонезийских морях.Журнал геофизических исследований

101 (C5): 12,375–12,389.

Херст, A.C., and J.S. Годфри. 1993. Роль донезийского сквозного потока In-

в глобальном океаническом океане.

Журнал физической океанографии 23: 1,057–

1,086.

Илахуд, А.Г., и А.Л. Гордон. 1996. Thermo-

cline Стратификация индонезийских морей.

Журнал геофизических исследований 101 (C5): 12,401–

12,409.

Ли, Т., И. Фукумори, Д.Menemenlis, Z. Xing,

и L-L Fu. 2002. Воздействие индонезийского сквозного потока

на Тихий и Индийский океаны.

Журнал физической океанографии 32: 1,404–

1,429.

MacDonald, A.M. 1993. Потоки собственности на 30 ° ю.ш.

и их последствия для потоков тихоокеанских и индийских

и глобального теплового баланса. Журнал

геофизических исследований 98: 6,851–6,868.

МакКрири, Дж. И П. Лу. 2001. Влияние сквозного потока донесской воды

на циркуляцию промежуточной воды Тихого океана

.Journal of Physical

Океанография 31: 932–942.

Маес, К. 1998. Оценка влияния солености

на аномалию уровня моря в океане. Геофизический

Research Letters 25: 3,551–3,554.

Мейерс, Г. 1996. Изменение индонезийского сквозного потока

и Эль-Ниньо-Южное колебание.

Журнал геофизических исследований 101: 12,255–

12,263.

Молкард Р.М., М. Фье и Ф. Сямсудин. 2001.

Сквозной поток в проливе Омбай.Deep-Sea

Research 48: 1,237–1,253.

Молкар Р., М. Фье и А. Г. Илахуд. 1996. Транзит

Индо-Тихоокеанский регион через Тиморский пролив.

Журнал геофизических исследований 101 (C5): 12,411–

12,420.

Мюррей С.П. и Д. Ариф. 1988. Течение

Индийского океана через пролив Ломбок,

январь 1985 — январь 1986. Nature 333: 444–

447.

Murtugudde, R., A.J. Бусалаччи, Дж.Бошан.

1998. Межгодовые эффекты сквозного потока

Индонезии в тропическом Индо-Тихоокеанском бассейне

, Журнал геофизических исследований

103: 21,425–21,441.

Postma, H., and W.G. Mook. 1988. Транспортировка

воды по глубине

морской воды на востоке Индонезии. Нидерландский журнал морских исследований

22: 373–381.

Potemra, J.T., S.L. Хаутала и Дж. Спринтолл. 2003.

Вертикальная структура индонезийского сквозного потока в

крупномасштабная модель.Deep Sea Research Part II:

Тематические исследования в океанографии 50: 2,143–2,161.

Schott, F., and J. McCreary. 2001. Муссонная циркуляция

Индийского океана. Прогресс в

Океанография 51: 1–123.

Schott, F., M. Dengler, and R. Schoenefeldt. 2002.

Мелкая опрокидывающаяся циркуляция Индийского

океана. Прогресс в океанографии 53: 57–103.

Смит У. и Д. Сэндвелл. 1997. Топография глобального морского дна

по данным спутниковой альтиметрии и судовых глубин

.Science 277 (5334): 1,956–

1,962.

Смит Р.Л., А. Хейер, Дж. С. Годфри и Дж. А.

Церковь. 1991. Течение Леувина у западного побережья

Австралия, 1986–1987 гг. Journal of Physical Ocean-

ography 21: 322–345.

Сонг, К., и А. Гордон. 2004. Значение

вертикального профиля индонезийского сквозного потока

транспорта в Индийском океане. Geophysi-

cal Research Letters 31: L16307, DOI: 10.1029 /

2004GL020360.

Сонг, К., А. Гордон и М. Висбек. 2004.

Распространение индонезийского течения в Индийском океане

. Журнал физической океанографии

34: 772–792.

Sprintall, J., S. Wijffels, A.L. Gordon, A. Ffield, R.

Molcard, R.D. Susanto, I. Soesilo, J. Sopahe-

luwakan, Y. Surachman, and H.M. ван Акен.

2004. МГНОВЕННО: новый международный массив

для измерения индонезийского сквозного потока. Eos

85 (39): 369.

Sprintall, J., T. Potemra, S. Hautala, N. Bray, and W.

Pandoe. 2003. Изменчивость температуры и солености

способность в выходных проходах индонезийского сквозного потока

. В: Physical Oceanography of

Индийский океан в период WOCE, F.

Schott ed. Deep-Sea Research II 50: 2,183–2,204.

Susanto, R.D., and A.L. Gordon. 2005. Скорость и перенос

через Макассарский пролив.

Журнал геофизических исследований 110: C01005,

DOI: 10.1029 / 2004JC002425.

Талли, Л. 2003. Мелкий, средний и глубокий

переворачивающие компоненты глобального тепла

бюджета. Журнал физической океанографии

33: 530–560.

Талли Л. и Дж. Спринтолл. Под давлением. Глубокая экспрессия

индонезийского сквозного потока: индонезийский In-

промежуточная вода в южном экваториальном течении

рента. Журнал геофизических исследований.

ван Акен, Х.М., А.Дж. Ван Беннеком, В.G. Mook,

и H. Postma. 1991. Применение абиссальных рецептов Мунка

к распределению индикаторов в глубоких водах

южной части бассейна Банда.

Oceanologica Acta 14 (2): 151–162.

ван Акен, Х.М., Дж. Пунджанан и С. Саймима.

1988. Физические аспекты плавления Востока

Индонезийские бассейны. Нидерландский морской журнал

Research 22: 315–339.

Вранес К. и А.Л. Гордон. 2005. Сравнение

индонезийских наблюдений за сквозным транспортным потоком —

проливов Макассар в восточную часть Индийского океана.

Письма о геофизических исследованиях 32: L10606, DOI:

10.1029 / 2004GL022158.

Вранес, К., А.Л. Гордон, А.Филд. 2002. Транспортировка тепла

индонезийского сквозного потока

и последствия для бюджета «Жара в Индийском океане»

. В: Physical Oceanography of the In-

dian Ocean в период WOCE, F. Schott,

ed. Deep-Sea Research 49 (7,8): 1,391–1,410.

Wajsowicz, R.C. 2002. Взаимодействие «воздух-море» над

в Индийском океане из-за различий в потоке

в Индонезии.Климатическая динамика

18: 437–453.

Вайсович Р.С. и Э.К. Шнайдер. 2001. Влияние донесского сквозного потока In-

на глобальный климат

определено с помощью системы COLA Coupled Climate

. Журнал климата 14: 3,029–3,042.

Вебстер П., В. Магана, Т. Палмер, Дж. Шукла, Р.

Томас, М. Янаи и Т. Ясунари. 1998. Пн-

скоро: процессы, предсказуемость и перспективы-

пексов для предсказания. Журнал геофизических исследований —

поиск 103: 14,451–14,510.

Wyrtki, K. 1961. Физическая океанография

вод Юго-Восточной Азии, Naga Report 2. Scripps

Institution of Oceanography, 195 pp.

Что определило тенденцию к потеплению в Индонезийском море? | Прогресс в науках о Земле и планетах

Наблюдаемая тенденция и изменчивость SST

На рисунке 1 показана тенденция SST, наблюдаемая в Индонезийском море и окружающем его море с 1982 по 2014 год, что указывает на значительную тенденцию к потеплению.Тщательное изучение тренда ТПО в Индонезийском море показывает, что самый высокий тренд потепления (> 0,2 ° C / десятилетие) наблюдался в восточных частях (рис. 1а). Эта тенденция потепления была самой высокой в ​​районе моря Малуку / моря Моллука и в северной части моря Банда, а также в море Флореса и южной части пролива Макассар.

a Наблюдаемый тренд аномалии температуры поверхности моря (ТПМ) (° C / десятилетие) над индонезийскими морями и его окрестностями в период 1982–2014 гг.Значимые значения выше 95% уровня достоверности заштрихованы. b Временной ряд усредненной по площади аномалии ТПО над Индонезийским морем ( красный– ° C) и соответствующий ему линейный тренд ( черная линия – ° C / десятилетие) за 1982–2014 гг.

Усредненная по площади Тенденция в Индонезийском море показывает повсеместную тенденцию к потеплению со скоростью около 0,19 ° ± 0,04 ° C / десятилетие, хотя в начале 1990-х годов наблюдалось кратковременное ослабление (рис. 1b). На этот вековой тренд накладывается более короткое изменение во времени.Мы обнаружили, что в течение 1998/1999 и 2010/2011 годов произошло два устойчивых события тенденции к потеплению. Мы предполагаем, что это сильное потепление было связано с явлениями Ла-Нинья, которые увеличили количество осадков над индонезийским регионом (Aldrian and Susanto 2003; Hendrawan et al.2019; Lee 2015; Lestari et al.2018; Supari et al.2018). Эта возможная взаимосвязь будет подробно обсуждена позже в разделе «Результаты и обсуждение».

Вековой тренд, показанный на рис. 1, имеет сезонную зависимость.Сезонные тренды аномалии ТПО над Индонезийским морем показаны на рис. 2 для бореальной весны (MAM), лета (JJA), осени (SON) и зимы (DJF) соответственно. Летнее потепление особенно сильно в восточных морях Индонезии, со значительной тенденцией к максимальному потеплению в окрестностях морей Малуку, моря Банда и южной части пролива Макассар (рис. 2b). Средняя по площади ТПМ в индонезийских морях в летний сезон составляет 0,21 ° ± 0,03 ° C / десятилетие, что немного выше, чем показано на рис.1b.

То же, что и на рис. 1а, за исключением северного a весна, b лето, c осень и d зимний сезон (° C / декада). Затенены только значения, превышающие 95% доверительный интервал.

Весенний тренд потепления является самым низким по величине по сравнению с тем, что наблюдается в другие сезоны (рис. 2а). Только в районе моря Малуку и в южной части пролива Макассар в этом сезоне наблюдается несколько более высокая тенденция к потеплению по сравнению с другими регионами.Между тем, картина тенденции потепления осенью практически аналогична летней (рис. 2б, в). Замечательные тенденции потепления наблюдались в южной части Макассарского пролива, в районе морей Малуку и Халмахера, а также в северо-восточной части моря Банда. Однако величина тенденции к потеплению осенью была несколько ниже, чем летом. Примечательно, что тенденция зимнего сезона несколько отличается от тренда в другие сезоны (рис. 2d).В зимний период сильные тенденции к потеплению наблюдались в проливе Каримата, на севере Хальмахеры и в северо-восточной части моря Банда. Между тем скорость потепления во внутренних индонезийских морях была слабее, чем в другие сезоны.

Потенциальные движущие силы наблюдаемой тенденции ТПО

Было замечено, что индонезийские моря демонстрируют непрерывное потепление, тогда как потепление было очень заметным после середины 1990-х годов. Теперь возникает вопрос, каковы физические механизмы, лежащие в основе наблюдаемой тенденции ТПО в Индонезийском море? Мы начинаем анализ с изучения поверхностного теплового потока, а именно чистого поверхностного теплового потока, накачки Экмана и ветрового перемешивания.Обратите внимание, что чистый поверхностный тепловой поток определяется как

$$ {Q} _o = {Q} _ {\ mathrm {SWR}} + {Q} _ {\ mathrm {LWR}} + {Q} _ {\ mathrm {LHF}} + {Q} _ { \ mathrm {SHF}} $$

(1)

, где Q _SWR обозначает коротковолновое излучение, Q _LWR — длинноволновое излучение, Q _LHF представляет скрытый тепловой поток, а Q _SHF представляет собой поток явного тепла. Между тем, закачка по Экману рассчитывается следующим образом (Gill 1983):

$$ {w} _ {ek} = \ frac {1} {\ rho} \ nabla \ times \ left (\ frac {\ tau _ {\ mathrm {wind}}} {f} \ right) $$

(2)

, где ρ обозначает плотность морской воды, τ _ветер — напряжение ветра, а f обозначает силу Кориолиса.3 \) (Уэяма и Монгер 2005).

На рисунке 3 показаны тенденции чистого поверхностного теплового потока ( Q _o ), накачки Экмана и перемешивания, вызванного ветром. Было ясно показано, что Q _o показывает значительную отрицательную тенденцию над Приморским континентом, в пользу снижения, а не увеличения SST (рис. 3a). Тенденция к снижению, распределенная почти равномерно по Морскому континенту, с более высокими отрицательными тенденциями наблюдалась в районе острова Малуку и цепи островов Нуса-Тенггара.Это говорит о том, что Q _o вряд ли вызовет наблюдаемую тенденцию потепления ТПО в индонезийских морях.

Наблюдаемый тренд в a чистый поверхностный тепловой поток (Вт · м ⁻² декада ⁻¹ ) в течение 1982–2009 гг., b накачка Экмана (× 10 ⁻⁵ мс ^{— 1} декада ⁻¹ ) и c ветровое перемешивание (m ⁻³ с ⁻³ декада ⁻¹ ) в течение 1982–2014 гг. Значимые значения выше 95% уровня достоверности затенены.

Поскольку муссонные ветры доминируют в атмосферной циркуляции на Приморском континенте, сезонный апвеллинг / даунвеллинг играет значительную роль в сезонных колебаниях ТПО в Индонезийском море (Gordon and Susanto 2003).Юго-восточные (северо-западные) ветры, наблюдаемые в сезоны юго-восточных (северо-западных) муссонов в JJA (DJF), благоприятны для апвеллинга (даунвеллинга) в индонезийских морях. Затем мы исследовали, играет ли закачка Экмана роль в потеплении ТПО в Индонезийском море (рис. 3b). Показано, что наблюдались значительные положительные тенденции (благоприятный апвеллинг) в северо-восточной части морей Банда и Малуку, в южной части морей Ява и Флорес, а также в южной части Макассарского пролива, совмещенных с наивысшим трендом потепления в ТПМ.Эта положительная тенденция закачки Экмана приводит к охлаждению SST. Между тем отрицательные тенденции (благоприятный нисходящий поток) наблюдались только в районе южнее Калимантана (северная часть Яванского моря и пролив Кариматы) и южнее Явы. Поскольку закачка Экмана показывает тенденцию, противоположную потеплению ТПО, в частности, в области с наивысшим трендом потепления, мы можем предположить, что закачка Экмана может играть незначительную роль в тенденции потепления ТПО в Индонезийском море.

На рис. 3c показано, что в перемешивании, вызванном ветром, преобладает положительный тренд в Индонезийском море, за исключением пролива Макассар и моря Малуку, что указывает на отрицательный тренд.Положительная тенденция в перемешивании, вызванном ветром, означает увеличение активности перемешивания, приводящей к охлаждению ТПО, в то время как отрицательная тенденция указывает на ослабление перемешивания, которое приводит к потеплению ТПО. Следовательно, мы можем предположить, что вызванное ветром перемешивание играет лишь незначительную роль в потеплении ТПО в Индонезийском море, в частности в проливе Макассар и море Малуку, где наблюдалась самая высокая тенденция потепления. Эти наблюдения предполагают, что действуют другие механизмы, помимо простого одномерного термодинамического эффекта чистого поверхностного потока и перемешивания океана на вариации ТПО.Итак, каков возможный физический механизм, лежащий в основе тенденции потепления ТПО в Индонезийском море?

В этом исследовании мы предлагаем механизм, то есть процессы в верхнем слое, которые могут вызвать тенденцию потепления в индонезийских морях. Эта тенденция к потеплению может быть связана с изменением количества осадков и, следовательно, MLD. На рис. 4а показаны тенденции выпадения осадков над Морским континентом, которые демонстрируют тенденции к увеличению в Индонезийских морях, хотя только небольшая область имеет значимое значение, превышающее доверительный уровень 95%.Усредненная по площади тенденция увеличения количества осадков составляет около 0,2 ± 0,06 мм в день 9 · 1048 −1 9 · 1049 / десятилетие. Мы отметили, что самые высокие тренды положительных осадков наблюдались над сушей. Однако в области потепления ТПО все еще наблюдается положительная тенденция выпадения осадков, а именно в южной части пролива Макассар и в районе морей Малуку и Хальмахера (см. Рис. 1а).

a Наблюдаемый тренд количества осадков за период 1982–2013 гг. (Мм сутки ⁻¹ / десятилетие). b Местоположение доступных наблюдаемых данных CTD, XCTD и XBT из WOD 2018 и c усредненные профили вертикальной плотности, полученные из данных температуры и солености из выбранных данных WOD 2018

Мы также рассчитали изменение MLD на основе наблюдаемой плотности профили, полученные из WOD 2018 (рис. 4в). Отметим, что профили плотности были рассчитаны на основе 659 доступных наблюдений за период 1982–2019 гг. В индонезийских морях (рис. 4б). Результат показывает, что MLD в Индонезийском море четко указывает на тенденцию к обмелению со скоростью -1.3 ± 0,4 м / декада. Следует отметить, что положение тренда обмеления МЛД совмещено с областью положительного тренда осадков. Мы можем предположить, что обмеление глубины смешанного слоя, связанное с тенденцией к увеличению количества осадков, создает благоприятные условия для поверхностного теплового потока, согревающего океан. Затем мы приблизительно оценили вклад мелководья MLD в тенденцию потепления в индонезийских морях, используя очень простой одномерный расчет теплового баланса. Средний тепловой поток над индонезийским регионом в ранних наблюдениях составлял Q _o = 92.5 Вт · м ⁻² , а MLD — ч _o = 25,1 м. Усредненный тренд теплового потока (рис. 3а) составил Q _т = — 11,73 Вт м ⁻² декада ⁻¹ . Из теплового баланса смешанного слоя имеем

$$ \ frac {\ partial T} {\ partial t} = \ frac {Q_o + {Q} _tt} {\ rho_o {C} _p \ left ({h} _o + {h} _tt \ right)} + \ слева (Advection + Diffussion \ right). $

(1)

, где T — температура смешанного слоя, ρ _o — плотность морской воды, C _p — теплоемкость, а Q _o и h _o — теплоемкость. поверхностный тепловой поток и MLD в первый год расчета соответственно.Между тем, Q _t и h _t — тренды поверхностного теплового потока и MLD соответственно. Тогда при t = 0 мы можем определить:

$$ \ frac {\ partial T} {\ partial t} = \ frac {Q_o} {\ rho_o {C} _p {h} _o} + \ left (Advection + Diffusion \ right). $

(2)

Таким образом, мы можем оценить роль MLD, объединив уравнение. (1) и (2) как

$$ \ frac {Q_o} {\ rho_o {C} _p {h} _o} = \ frac {Q_o + {Q} _tt} {\ rho_o {C} _p \ left ({h} _o + {h} _tt \ right)}, $$

(3)

Уравнение (3) можно упростить как

$$ {h} _t = \ frac {Q_t} {Q_o} {h} _o.$

(4)

На основе уравнения. (4), мы можем предположить, что для того, чтобы иметь тенденцию к потеплению ТПО со скоростью 0,19 ° C / десятилетие, MLD должна быть мелкой со скоростью около -3,17 м / десятилетие. Принимая во внимание наблюдаемое обмеление MLD со скоростью — 1,3 ± 0,4 м / десятилетие, мы можем предположить, что только обмеление MLD не могло полностью объяснить потепление ТПО в индонезийских морях. Однако наш результат оставался открытым вопросом о том, какие еще механизмы играют роль в потеплении ТПМ в индонезийских морях.

Индонезийское море расположено в районе Индонезийского сквозного потока (ITF), который, как считается, играет важную роль в тепловом балансе Тихого и Индийского океанов. Предыдущие исследования предполагали тенденцию к увеличению транспортных потоков ITF, связанную с увеличением количества осадков над Морским континентом (Hu and Sprintall, 2017). Они предположили, что увеличение количества осадков над Морским континентом привело к распреснению индонезийских морей, тем самым увеличив объемную транспортировку МФТ, что привело к увеличению переноса тепла из Тихого океана в Индийский океан.МФТ также предложила усиленный перенос тепла из Тихого океана в Индийский океан в более раннем исследовании (Lee et al. 2015). Однако вопрос о том, в какой степени адвекция тепла, связанная с увеличением ITF, может модулировать ТПМ в индонезийских морях в более длительном масштабе времени, остается открытым. Учитывая важную роль изменчивости ТПО в индонезийских морях для региональных и глобальных климатических изменений, наше исследование может предложить необходимость срочных прямых и длительных наблюдений за океаном в индонезийских морях.

Роль крупномасштабной изменчивости климата

Как обсуждалось в предыдущем разделе, самая высокая тенденция к потеплению наблюдалась в летний сезон (рис. 2b). Мы отметили, что летний сезон в Индонезии связан с засушливыми условиями (малым количеством осадков). Тогда возникает вопрос, почему наибольшее потепление произошло в сезон с малым количеством осадков. Предыдущее исследование показало, что явления Ла-Нинья значительно увеличили количество осадков над Морским континентом в течение летнего сезона (Aldrian and Susanto, 2003; Hendrawan et al.2019; Lestari et al. 2018; Supari et al. 2018). Следовательно, возникает естественный вопрос, насколько хорошо такие режимы изменчивости климата коррелируют с наблюдаемой пространственной структурой в тренде ТПО.

На рисунке 5 показаны нормализованные индексы JJA DMI и Niño3.4. DMI имеет четкую положительную тенденцию в 1982–2014 гг. На уровне 0,02 ± 0,08 ° C за декаду ⁻¹ , что указывает на тенденцию к положительному событию IOD (рис. 5a). Между тем, индекс Niño3.4 имеет отрицательный тренд — 0,07 ± 0,05 ° C декада ⁻¹ , показывая, что события Ла-Нинья происходили чаще в более поздний период (рис.5б). Как положительные явления ИОД, так и явления Эль-Ниньо вызывают похолодание ТПО в восточной части тропического Индийского океана, а также в Индонезийском море. Положительное событие IOD связано с аномально сильным апвеллингом вдоль южного побережья Явы и Суматры, в то время как во время условий Эль-Ниньо в западной части Тихого океана прохладнее, чем обычно, и горизонтальная адвекция этой более холодной воды может способствовать похолоданию в Индонезийском море.

Нормализованный a Индекс дипольной моды и b Niño 3.Индекс 4 во время сезона JJA

На рис. 6 показаны соответствующие частные коэффициенты корреляции между JJA SST и DMI (рис. 6a) и Niño3.4 (рис. 6b). Обратите внимание, что все временные ряды исключаются из трендов до частичного корреляционного анализа. Что касается DMI, аномалии ТПО демонстрируют значительную отрицательную корреляцию на южном побережье Явы и Суматры, в проливе Каримата и Яванском море, а также в море Флорес к югу от острова Сулавеси (рис. 6а). Однако значимой корреляции между SST и DMI в восточных морях Индонезии, в частности в морях Малуку и Банда, где наблюдалась самая высокая тенденция потепления, не наблюдалось.Эта отрицательная корреляция указывает на то, что положительная (отрицательная) ИОД вызвала охлаждение (потепление) ТПМ в упомянутых выше областях.

Коэффициент частичной корреляции между JJA SST и a Dipole Mode Index и b Niño3.4. Значения выше 95% уровня достоверности заштрихованы.

С другой стороны, частичная корреляция между JJA SST и индексом Niño3.4 выявила значительные отрицательные корреляции на севере Папуа и в регионах морей Малуку, в северо-восточной части моря Банда и в южной части Макассарского пролива, совмещенной с наивысшим трендом потепления (рис.6б). Опять же, эта противофазная корреляция между SST и индексом Nino3.4 предполагает, что тенденция к похолоданию (потеплению) SST, наблюдаемая в индонезийских морях, была вызвана явлениями Эль-Ниньо (Ла-Нинья). При более внимательном изучении карт корреляции и трендов ТПО было обнаружено, что явление Ла-Нинья способствовало тенденции потепления на юге пролива Макассар, а также в восточных морях Индонезии, в районе пролива Малуку и в северо-восточной части. моря Банда (рис. 1а и 6б).

Устойчивая морская экономика — ключ к процветанию Индонезии

Скачать полный отчет (.pdf)

Джакарта, 25 марта 2021 г. — согласно Океаны для процветания: реформы для голубой экономики в Индонезии , опубликованный отчет сегодня Всемирным банком.

Океаны уже играют центральную роль в процветании Индонезии, поскольку рыбный сектор стоимостью около 27 миллиардов долларов США поддерживает 7 миллионов рабочих мест и обеспечивает более 50 процентов потребностей страны в белках животного происхождения.

Но морские и прибрежные экосистемы Индонезии сталкиваются с проблемами, которые, если их не решить, могут подорвать потенциал океанской экономики страны. Около 38 процентов морского рыболовства в стране истощены, около одной трети ценных коралловых рифов Индонезии находятся в плохом состоянии, важные прибрежные экосистемы, такие как мангровые заросли, несут значительные убытки, и морской мусор обходятся экономике дороже США. 450 миллионов долларов в год. Некоторые популярные направления морского и прибрежного туризма демонстрируют последствия перенаселенности и неадекватной базовой инфраструктуры.

«Правительство Индонезии работает над стратегией голубой экономики для улучшения управления морскими и прибрежными экосистемами, достижения равных экономических возможностей и повышения уровня жизни, в том числе путем установления амбициозных целей по сокращению замусоривания моря, а также восстановлению и сохранению мангровые заросли и экосистемы других океанов. Мы надеемся на расширение сотрудничества с другими партнерами для дальнейшего укрепления и внедрения устойчивой экономики океана », — сказал Лухут Бинсар Панджайтан, министр-координатор по морским делам и инвестициям .

В поддержку стратегии и действий правительства в отчете содержится несколько рекомендаций. Для устойчивого и продуктивного рыболовства правительство могло бы внедрить национальную систему управления рыболовством и укрепить растущие в стране площади морских парков, возможно, при поддержке национального благотворительного фонда и партнерства с частным сектором.

Распространение моратория на конверсию девственных лесов на все мангровые экосистемы поможет предотвратить разрушение мангровых зарослей и дополнит существующие цели правительства по восстановлению.В отчете также рекомендуются шаги по сокращению количества морского пластикового мусора, в том числе введение минимальных требований к вторичному содержанию в избранных продуктах и ​​расширение запрета на продукты, которые можно заменить. Также можно улучшить меры по управлению потоком посетителей в популярные прибрежные места.

Для информирования о национальных инвестициях и политических решениях, а также для того, чтобы Индонезия могла извлечь выгоду из возможностей голубого финансирования, правительству рекомендуется наращивать усилия по улучшению данных и измерений экосистемных услуг, таких как хранение углерода, среда обитания биоразнообразия и защита от штормовых нагонов.

«Доказано, что глобальные реформы, способствующие устойчивой экономике океана, позволяют использовать экономический потенциал океана при одновременном решении проблем изменения климата, продовольственной безопасности и биоразнообразия», — сказал . Сату Кахконен, региональный директор Всемирного банка по Индонезии и Тимору. Leste . «Дальнейшие инвестиции в навыки, институты, инфраструктуру и услуги помогут Индонезии устойчиво и в полной мере извлекать выгоду из своих океанических ресурсов. Кроме того, после пандемии COVID-19 мероприятия по сохранению и восстановлению прибрежных и морских районов могут помочь обеспечить краткосрочные рабочие места при одновременном укреплении долгосрочной устойчивости.”

Чтобы страна могла укрепить свою стратегию голубой экономики и в полной мере реализовать потенциал Мирового океана, межсекторальная координация может быть продвинута с помощью Платформы устойчивого развития океанов высокого уровня. При таком подходе правительственные учреждения и неправительственные субъекты приглашаются к участию в координации планирования и реализации политики, мониторинге прогресса и обмене знаниями и передовым опытом в океанских секторах.

Инфографика

Щелкните изображение ниже, чтобы просмотреть всю инфографику.

IW: УЗНАТЬ | Проекты — Водные объекты

Индонезийское море (LME)

Тип LME

Площадь 2,329,816 км ²

Перимитер 19,218 км