近日，中国科学院海洋研究所边缘海动力过程研究组联合厦门大学和中山大学团队在国际学术期刊Science Advances发表研究论文，基于百年珊瑚“档案”记录（δ¹⁸O同位素）首次重构了超过100年的南海贯穿流总体流量，发现南海贯穿流存在长期急剧减弱趋势（35±5%），太平洋信风加强是南海贯穿流减弱的主要原因。该研究结果对研究南海及印太海域的物理、生态和生物地球化学变化具有重要意义。

南海是西北太平洋最大最深的边缘海，资源丰富，是我国的战略要地和核心利益所在。南海贯穿流由吕宋海峡入流（主要由最强劲的西边界流之一黑潮入侵贡献）和台湾海峡、民都洛海峡、卡里马塔海峡、巴拉巴克海峡出流组成，是南海的“大动脉”（图1），扮演着“热盐传送带”的重要角色，是南海与外海进行物质能量交换的重要纽带，对南海乃至印太海域的物理过程、生态环境和生物地球化学循环等具有深远影响。然而，由于长期连续直接观测极度困难，尤其是几个海峡通道的观测资料匮乏，南海贯穿流在全球变暖背景下的长期变化趋势和驱动机制尚不清楚。

图1 南海贯穿流示意图及其流量重构

为破解这一难题，研究团队创新性地利用位于菲律宾吕宋岛西北海域（切中黑潮入流“动脉”）的一根珊瑚岩芯的氧同位素（δ¹⁸O）记录，并结合卫星观测数据，重建了自1894年至2022年共129年的南海贯穿流总体积输运量（以吕宋海峡上层通量为代表）变化。结果表明，除了显著的年际和年代际波动外，南海贯穿流存在一个急剧的长期减弱趋势，其通量减弱速率达到每十年-0.14 ± 0.02 Sv（1 Sv = 10⁶ m³ s^-1）。与过去129年的平均值5.15 Sv相比，其总输运量下降了约35% ± 5%。那么，是什么驱动了如此惊人的南海贯穿流的减弱？难道南海的“大动脉”堵塞了？研究团队进一步利用再分析风场和时变绕岛理论（Time-dependent Island Rule）揭示了其背后的动力学机制，两种独立数据得到的流量变化趋势十分吻合。结果表明，热带西太平洋信风的持续增强是导致南海贯穿流减慢的主要驱动力。在全球变暖背景下，赤道东太平洋的冷却和西太平洋的增暖（即冷舌模态）伴随着热带西太平洋信风的增强。增强的信风通过激发海洋罗斯贝波和绕菲律宾岛的开尔文波等过程，驱动了环绕菲律宾的正海面高度异常和反气旋式环流异常，最终导致了通过吕宋海峡进入南海的入流减弱（图2）。南海贯穿流这一减弱趋势意味着南海海水的更新周期可能被拉长，这种变化还会对南海的热盐结构、环流、涡旋活动乃至区域海气相互作用、生物地球化学过程产生重要影响。

图2 大尺度风场驱动南海贯穿流减弱动力过程

该研究通过学科交叉，创新性地利用高分辨率珊瑚代用资料揭示了南海贯穿流的百年尺度变化趋势及其与大气环流的关联，为深入理解全球变暖背景下边缘海与开阔大洋之间物质能量交换的变化提供了关键科学依据。南海贯穿流的减弱不仅关乎南海内部的物理、生态环境，也可能通过调节印尼贯穿流等方式，对更广阔的印太海域气候产生影响。未来，这一变化趋势将如何发展及其对区域气候和生态系统的影响，仍需持续关注和深入研究。

论文第一作者为中国科学院海洋研究所南峰研究员，通讯作者为南峰和于非研究员，合作者包括厦门大学薛惠洁教授、中山大学王东晓教授和李明婷副教授以及中国科学院海洋研究所李小花副研究员。该研究获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。

论文信息：

Nan F.*, Xue H., Yu F.*, Li M., Li X., Wang D. Century-long coral records of the South China Sea throughflow slowdown, Science Advances, 12(9), 1-9.

https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.aea9091

相关论文：

Nan F.*, Du S., Yu F., Xue H., Li M., Wang R. (2025) Revisiting the dynamics of interanrual variations of the upper Luzon Strait Transport. Journal of Physical Oceanography, DOl: https://doi.org/10.1175/P0-D-24-0103.1.

https://journals.ametsoc.org/view/journals/phoc/55/7/JPO-D-24-0103.1.xml