曹 寧，李潤(rùn)朝，葉穎昕，鄭兆軒，劉春雷,2

（1.廣東海洋大學(xué)海洋與氣象學(xué)院/2.中國(guó)氣象局-廣東海洋大學(xué)海洋氣象聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室/3.廣東海洋大學(xué)廣東省高等學(xué)校陸架及深遠(yuǎn)海氣候資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524088；4.斯德哥爾摩大學(xué)自然地理系，瑞典斯德哥爾摩 SE-10691）

南海連接南亞季風(fēng)、東亞季風(fēng)、西北太平洋季風(fēng)、澳洲季風(fēng)等系統(tǒng)，在亞澳季風(fēng)系統(tǒng)的形成和演化中處于非常重要的地位[1-3]。南海的氣候與熱帶太平洋的年際變率密切相關(guān)[4-6]，二者主要是通過(guò)西北太平洋的異常反氣旋/氣旋環(huán)流建立起聯(lián)系[7-8]。南海是一個(gè)地形復(fù)雜的邊緣海，其半封閉的構(gòu)造環(huán)境使得其與開(kāi)放大洋的物質(zhì)交換十分有限，南海深部海水只能來(lái)自呂宋海峽海檻深度2600 m 以淺的太平洋。呂宋海峽是臺(tái)灣島和呂宋島之間的海峽，東接太平洋，西通南海，寬度約250 km，是兩者之間水交換的重要通道，對(duì)南海的水團(tuán)、環(huán)流和氣候具有重要影響。研究呂宋海峽水體和熱能輸送的時(shí)空變化特征，可以進(jìn)一步了解南海和西太平洋之間的水體和能量交換情況，加深對(duì)南海局地氣候、環(huán)境、資源等演化特征的認(rèn)識(shí)，具有重要的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義[9]。

呂宋海峽的東側(cè)即為全球第二大暖流“黑潮”，其在流經(jīng)海峽時(shí)會(huì)以分支或流套的形式入侵南海，對(duì)南海的溫鹽結(jié)構(gòu)、環(huán)流特征產(chǎn)生影響[10-11]。穿過(guò)呂宋海峽的海流形態(tài)非常復(fù)雜，受到復(fù)雜地形、風(fēng)場(chǎng)的低頻變異、大洋環(huán)流等多方面因素的制約，并呈季節(jié)變化和年際變化。對(duì)呂宋海峽附近流場(chǎng)的研究大都聚焦在黑潮通過(guò)該海峽入侵南海的形態(tài)及其變化方面[11-18]，由于海洋調(diào)查資料的不連續(xù)性及長(zhǎng)時(shí)間序列觀測(cè)資料的缺乏，且黑潮本身的形態(tài)和入侵方式又是復(fù)雜多變的，不同學(xué)者在關(guān)于黑潮入侵南海的形態(tài)上存在不同觀點(diǎn)，例如反氣旋流套、分支、彎曲等。在季節(jié)和年際變化方面，王兆毅等[18]基于渦尺度分辨率環(huán)流模型研究了呂宋海峽水交換，發(fā)現(xiàn)其季節(jié)變化顯著，全年均為向西輸運(yùn)，夏季最弱，冬季最強(qiáng)，同時(shí)年際變化與ENSO現(xiàn)象有較為顯著的正相關(guān)關(guān)系。黑潮入侵南海的季節(jié)變化和年際變化方面，前人研究認(rèn)為其主要受風(fēng)應(yīng)力、北赤道流分叉位置變化[19-22]以及厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（El Ni?o -Southern Oscillation，ENSO）[23-24]、太平洋年代際變化的調(diào)制作用[24-25]和中尺度渦[26-28]等因素影響。

隨著數(shù)值模式和資料同化技術(shù)發(fā)展，高質(zhì)量海洋再分析資料的出現(xiàn)為進(jìn)一步研究呂宋海峽斷面的水體和能量交換在長(zhǎng)時(shí)間尺度上的季節(jié)和年際變率提供了可能。以ECMWF 為代表的研究和業(yè)務(wù)單位，對(duì)海洋再分析系統(tǒng)進(jìn)行了系列改進(jìn)。歐洲CMEMS(Copernicus Monitoring Environment Marine Service)把海洋模式和海冰模式耦合，通過(guò)數(shù)據(jù)同化重建海洋變量的時(shí)空分布[29-30]，發(fā)布了多套海洋再分析資料，包括ECMWF 的ORAS5[30]，意大利CMCC的海洋再分析資料C-GLORS[31]，英國(guó)氣象局的GloSea5[32-33]，和法國(guó)Mercator Océan的GLO‐RYS2V4[34]。這些資料為開(kāi)展全球變化背景下區(qū)域海洋的長(zhǎng)時(shí)間尺度研究提供了可能。

本研究使用CMEMS最新發(fā)布的四套海洋再分析資料，計(jì)算通過(guò)呂宋海峽的熱能傳輸及其長(zhǎng)時(shí)間尺度的變化特征，主要著眼于多資料對(duì)比分析，重點(diǎn)揭示四套資料在重現(xiàn)呂宋海峽熱能輸送方面的一致性和差異性，為深入理解呂宋海峽輸運(yùn)的時(shí)空特征及準(zhǔn)確評(píng)估南海熱能收支變化提供參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

呂宋海峽斷面，取經(jīng)度120.75oE，緯度18.50oN-22.00oN，垂直方向從海表至約2 500 m 的海底。所使用數(shù)據(jù)來(lái)自CMEMS提供的全球海洋集合再分析產(chǎn)品中的GLOBAL_REANALYSIS_PHY_001_031 數(shù)據(jù)集，變量包括海水位溫、海水流速、海洋混合層深度等，其DOI 地址是https://doi.org/10.48670/moi-00024，覆蓋1993 年1 月至2019 年12月逐月數(shù)據(jù)。包含四套再分析資料，均基于NEMO海洋模式，使用ORCA025 網(wǎng)格（1/4°的水平分辨率），垂直方向共75 層，從海表面到海底約5 900m深度。海表的強(qiáng)迫是基于ERA interim，并且全都同化了海表溫度、海平面異常、海冰密集度和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的溫鹽度剖面數(shù)據(jù)。表1列出了四套資料的主要信息。后文使用簡(jiǎn)稱ORAS、CGLO、FOAM、GLOR來(lái)分別代表這四套再分析資料。

表1 四套海洋再分析數(shù)據(jù)產(chǎn)品的主要信息Table 1 Outline of the four reanalysis subsystems

表征熱帶太平洋年際變化的ENSO指數(shù)選用的是Nino3.4 指數(shù)，使用NOAA ERSST V5 的海表溫度數(shù)據(jù)計(jì)算中東熱帶太平洋區(qū)域（Nino3.4 區(qū)，5oN-5oS,170oW-120oW）的海溫并求距平得到[35]。考慮到全球Argo 實(shí)時(shí)海洋觀測(cè)網(wǎng)在2006 年之后才建成并提供大量來(lái)自深海大洋中的溫鹽度信息，因此本文選取氣候態(tài)基準(zhǔn)期為2006—2019年。

混合層深度在海氣相互作用中具有至關(guān)重要的作用，表征著參與海洋和大氣相互作用的海水總量。本研究使用資料同化系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)，其定義為：局地海表面狀況下（鹽度、溫度為10 m 深層的參考值，聲壓為0 dB，壓強(qiáng)為海表壓強(qiáng)），海水溫度降低0.2 ℃時(shí)所對(duì)應(yīng)的海水密度增加值，加上10 m 深度層的參考密度，所得到密度值對(duì)應(yīng)的深度就是混合層深度。參照Hall 等[36]的定義，在給定經(jīng)度的垂直剖面上的熱能輸送公式如下：

其中，ρ0是海水密度（kg·m-3），cp是海水的比熱容（J·kg-1·K-1），θ是海水位溫（℃），u是緯向海水流速（m·s-1），z0和zb分別表示海表和海底深度（m），而?1和?2分別表示剖面的南北邊界緯度。此處基準(zhǔn)溫度取θr=0 ℃，海水比熱容取cp=3 850 J·kg-1·K-1，海水密度取ρ0=1 025 kg·m-3。

2 結(jié)果分析

2.1 呂宋海峽熱能輸送的空間特征

通過(guò)呂宋海峽的熱能輸送主要與西太平洋海水入侵南海的結(jié)構(gòu)有關(guān)，入侵強(qiáng)度和空間結(jié)構(gòu)差異必然導(dǎo)致熱能輸送大小的差異。如圖1 所示，四套資料顯示的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與前人研究比較類(lèi)似，均表現(xiàn)為北赤道流沿菲律賓東岸向北的分支在抵達(dá)呂宋島附近時(shí)發(fā)生彎曲，侵入?yún)嗡魏{甚至進(jìn)入南海東部海域，隨后在臺(tái)灣島南側(cè)流出，繼續(xù)沿著臺(tái)灣島向東北方向流動(dòng)。不過(guò)，四套資料在描述海水入侵呂宋海峽的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)上存在明顯差異，其中ORAS 和CGLO 資料顯示，表層流侵入?yún)嗡魏{后形成了典型的“流套”結(jié)構(gòu)，豁口南端進(jìn)、北端出，中部突入南海；而FOAM 和GLOR 資料則僅出現(xiàn)輕微彎曲，主流被限制在呂宋海峽內(nèi)。

圖1 四套再分析資料分別顯示的基準(zhǔn)期平均表層流場(chǎng)強(qiáng)度和空間結(jié)構(gòu)Fig.1 Base period mean ocean surface currents using four reanalysis datasets

在垂直結(jié)構(gòu)上，如圖2所示，暖色區(qū)域內(nèi)表示熱能通過(guò)該斷面向東輸送（南海向西太平洋輸送），冷色區(qū)域表示熱能通過(guò)該斷面向西輸送（從西太平洋向南海輸送），單位已統(tǒng)一為PW（1 PW=1015W）。從圖2可知，四套數(shù)據(jù)均顯示，通過(guò)呂宋海峽的熱能輸送主要發(fā)生在500 m 以淺的海水層內(nèi)，且呈現(xiàn)典型的“南進(jìn)北出”型結(jié)構(gòu)。在500 m 以深，仍然存在熱能交換，單個(gè)網(wǎng)格的量級(jí)基本上在0.003 PW以下。

圖2 四套資料給出的呂宋海峽緯向熱量輸送的基準(zhǔn)期氣候平均態(tài)Fig.2 Mean state of zonal ocean heat transport across Luzon Strait during Climatological base period

圖3給出了呂宋海峽剖面上經(jīng)向積分及垂直積分的年平均和四個(gè)月份熱能輸送分布情況。在垂直方向上，從年平均結(jié)果來(lái)看，四套數(shù)據(jù)總體特征相似，熱能交換主要發(fā)生在500 m 以淺，以輸入南海為主，最大凈輸入位于約200 m 深度，在100 m 以淺輸入和輸出相互抵消（凈輸送量在0附近）。四個(gè)典型月份（1、4、7、10 月）的結(jié)果顯示，500 m 以淺存在典型季節(jié)差異，1 月份為熱能凈輸入南海，四套數(shù)據(jù)基本一致；4、10 月份，依然是凈輸入占主導(dǎo)；而7 月份存在顯著的凈輸入和凈輸出，且量級(jí)相當(dāng)，最大凈輸入深度大約在200～250 m，凈輸入量在四套資料中分別約為0.016、0.018、0.008、0.007 PW，最大凈輸出深度大約25～50 m，凈輸出量分別為0.023、0.014、0.011、0.007 PW，在大約100 m 深度，輸入和輸出相互抵消。從1 月和7 月對(duì)比來(lái)看，二者明顯差異是在100 m 以淺，前者以侵入南海為主，后者則以輸出南海為主，這可能與海峽表層流場(chǎng)受季風(fēng)作用有關(guān)。在呂宋海峽附近區(qū)域，冬季盛行東北風(fēng)，風(fēng)應(yīng)力對(duì)呂宋海峽北部的表層輸出流有一定抑制作用，而夏季盛行西南風(fēng)，對(duì)表層輸出流有促進(jìn)作用。在500 m 以深，凈輸送量級(jí)較小，且看不出明顯季節(jié)變化特征。在經(jīng)向分布上，年平均和四個(gè)月份的結(jié)果比較類(lèi)似，均呈現(xiàn)典型的“南進(jìn)北出”特征，南北分界處位于20.5oN-21oN 之間，四套數(shù)據(jù)亦存在一定差異性，其中ORAS和CGLO較為一致，最大輸入位于19.75oN 附近，而FOAM 和GLOR 的最大輸入位置更加靠北，強(qiáng)度也更弱。

圖3 呂宋海峽剖面上經(jīng)向積分及垂直積分的年平均和四個(gè)月份熱能輸送分布情況Fig.3 Annual mean and monthly meridional and vertical integrations of ocean heat transport across Luzon Strait

2.2 呂宋海峽熱能輸送的時(shí)間特征

計(jì)算斷面上累計(jì)輸入、輸出量和凈通量，如圖4所示，輸送強(qiáng)度在整年中一致表現(xiàn)為ORAS和CGLO大于FOAM 和GLOR，且GLOR 最弱，這與圖1 中四套資料描述的呂宋海峽海水入侵結(jié)構(gòu)差異一致。季節(jié)變化上，總體上東向輸送在夏季最強(qiáng)，冬季最弱；而西向輸送則差異較大。對(duì)于凈能量輸送，四套資料給出的季節(jié)變化非常一致，在夏季是凈流出南海），其他季節(jié)是凈流入南海，在冬季西向輸送最強(qiáng)，這可能與季風(fēng)變化導(dǎo)致黑潮入侵南海的強(qiáng)度變化有關(guān)。北半球Ekman 輸運(yùn)方向與風(fēng)應(yīng)力方向垂直且指向右方，因此夏季該區(qū)域盛行西南風(fēng)，帶動(dòng)?xùn)|南方向的Ekman 傳輸，使黑潮易向東邊偏離呂宋海峽，不利于穿過(guò)呂宋海峽向南海的輸送；而冬季則相反。

圖4 穿過(guò)呂宋海峽的熱能輸入總量、輸出總量和凈輸送量的季節(jié)變化Fig.4 Seasonal variations of ocean heat transport total outflow,total inflow,and net inflow to the South China Sea across Luzon Strait

在年際尺度，如圖5所示，三組曲線存在明顯的年際變率。在該時(shí)間段內(nèi)，四個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品給出的輸入南海的熱能平均值為1.93、2.16、1.66、1.31 PW，而輸出南海的平均熱能為1.79、1.95、1.48、1.06 PW，總體上表現(xiàn)為凈能量從西太平洋輸送到南海，輸入量平均為0.14、0.21、0.18、0.25 PW。從平均值亦可定量看出ORAS和CGLO的輸送強(qiáng)度明顯大于FOAM和GLOR。從時(shí)間變化來(lái)看，四套數(shù)據(jù)總體上變化還算一致，但振幅不同，CGLO模式的振幅在輸入量和輸出量的表現(xiàn)上明顯比其他三個(gè)模式更大，意味著其方差更大，變率更強(qiáng)（圖5(a)中標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.26、0.45、0.31、0.36；圖5(b)中分別為0.32、0.54、0.36、0.29）。對(duì)于凈熱能輸入量（圖5(c)），四套數(shù)據(jù)給出的結(jié)果非常接近，說(shuō)明不同產(chǎn)品資料在描述凈熱輸送量方面具有很強(qiáng)一致性?？梢詫⒋┻^(guò)呂宋海峽的凈熱輸送量作為表征其熱能交換量的一個(gè)指數(shù)，定義為L(zhǎng)S-OHT。

圖5 穿過(guò)呂宋海峽的熱能輸入總量、輸出總量和凈輸送量的年際變化Fig.5 Annual variations of total outflow,total inflow,and net inflow of ocean heat transport across Luzon Strait

對(duì)這些時(shí)間序列進(jìn)行帶通濾波，使用Lanczos濾波器（通過(guò)波段為1～10 a，權(quán)重系數(shù)個(gè)數(shù)取100），然后對(duì)濾波后的序列進(jìn)行功率譜分析。在95%的信度水平下，對(duì)于輸出南海的熱量變化（圖6(a)），ORAS顯示準(zhǔn)1 a周期，CGLO顯示約1.5 a的周期，F(xiàn)OAM 顯示約3～5 a的周期，GLOR未給出顯著譜；對(duì)于輸入南海的熱量變化（圖6(b)），ORAS 模式的顯著譜位于約10～12個(gè)月，是準(zhǔn)年際變化，CGLO未給出顯著譜，F(xiàn)OAM 顯示約5～9 a 的顯著周期，GLOR給出了約5 a的顯著周期；對(duì)于輸入南海的凈熱量變化（圖6(c)），四個(gè)產(chǎn)品在約6 a周期的位置都一致顯示最大譜密度，其中ORAS 和FOAM 超過(guò)了95%信度水平，而CGLO 和GLOR 未達(dá)到顯著水平（非常接近）。這些結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了前人研究中關(guān)于呂宋海峽輸運(yùn)與ENSO密切相關(guān)的觀點(diǎn)。

圖6 穿過(guò)呂宋海峽的熱能輸入總量、輸出總量和凈輸送量的的功率譜分析Fig.6 Spectrum analysis total outflow,total inflow,and net inflow of ocean heat transport across Luzon Strait

2.3 呂宋海峽熱能輸送的變化與ENSO的關(guān)系

對(duì)月數(shù)據(jù)進(jìn)行12個(gè)月滑動(dòng)平均，如圖7，四套數(shù)據(jù)給出的凈熱輸送量變化與Nino3.4 指數(shù)均具有極好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在四個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品中，相關(guān)系數(shù)分別是0.64、0.72、0.63、0.62。這意味著，當(dāng)厄爾尼諾發(fā)生時(shí)，西太平洋通過(guò)呂宋海峽向南海的凈熱能輸運(yùn)增強(qiáng)；當(dāng)拉尼娜發(fā)生時(shí)，則相反。

圖7 Nino3.4指數(shù)及穿過(guò)呂宋海峽的凈熱能輸送量的時(shí)間序列Fig.7 Time series of Nino3.4 index and net ocean heat transport across Luzon Strait

ENSO 事件具有典型的季節(jié)鎖相特征，在冬季赤道東太平洋海溫異常最大。對(duì)Nino 3.4區(qū)海溫距平在12、1、2 月（DJF）的值計(jì)算平均，得到描述EN‐SO 成熟期強(qiáng)度的指數(shù)。在±12 個(gè)月內(nèi)，將LS-OHT指數(shù)每月的年變化序列與DJF-Nino3.4 序列求相關(guān)系數(shù)，如圖8所示，可以明顯看到呂宋海峽凈熱輸送量的異常與DJF-Nino3.4 在比12 月超前2 個(gè)月、滯后3～4個(gè)月處出現(xiàn)相關(guān)系數(shù)的雙峰，意味著在ENSO事件的發(fā)展期（約10 月份）和衰退期（約4 月份），呂宋海峽凈熱輸送響應(yīng)最為明顯，且在整個(gè)發(fā)展期和衰退期（±5個(gè)月）基本上都超過(guò)99%的顯著性水平。在成熟期（約12月份）相關(guān)系數(shù)處于相對(duì)較低，但也通過(guò)了95%的信度，且不同資料具有很好的一致性。

圖8 呂宋海峽凈熱能輸送年際變化與成熟期DJF 平均Nino3.4指數(shù)序列之間的超前-滯后相關(guān)分析Fig.8 Lag-lead correlation between year-to-year series of net ocean heat transport across Luzon Strait and DJF mean Nino3.4 index

2.4 相關(guān)區(qū)域的表層流場(chǎng)和混合層深度變化

北赤道流是典型的風(fēng)生海流，其位置大約在10oN-20oN 之間。呂宋海峽輸運(yùn)就來(lái)自于太平洋北赤道流到達(dá)西邊界后分叉出來(lái)的向北的一支。因此，重點(diǎn)關(guān)注西北太平洋區(qū)域，選定100oE-180o和5oS-30oN 范圍，從表層流場(chǎng)和混合層深度的季節(jié)和年際變異來(lái)進(jìn)行對(duì)比分析。

從季節(jié)變異角度，由圖9(a-d)可以看出，四套數(shù)據(jù)顯示的季節(jié)變率相關(guān)性高度一致，表現(xiàn)為沿赤道的異常西向流、呂宋海峽兩側(cè)的異常西向流、南海的異常西南向流等。這體現(xiàn)了前文所述及的季風(fēng)變化導(dǎo)致黑潮入侵南海的變化特征，不同季節(jié)風(fēng)應(yīng)力導(dǎo)致不同方向的Ekman 輸運(yùn)，從而影響呂宋海峽的熱能輸運(yùn)。從年際變異角度，圖9(e-f)顯示，與LS-OHT 年際變化相關(guān)的流場(chǎng)異常，主要體現(xiàn)在增強(qiáng)的赤道逆流（赤道附近，5oS-5oN）和增強(qiáng)的北赤道流（10oN-20oN）。結(jié)合LS-OHT 年際變化與EN‐SO 指數(shù)的顯著正相關(guān)關(guān)系（圖7），赤道附近的異常東向流可能與厄爾尼諾發(fā)生時(shí)出現(xiàn)在該區(qū)域上空的異常西風(fēng)有關(guān)，在風(fēng)應(yīng)力驅(qū)動(dòng)下，沿著赤道的東向海流增強(qiáng)。由于赤道逆流是信風(fēng)驅(qū)動(dòng)下南北赤道暖流的一種水平補(bǔ)償流，當(dāng)赤道逆流增強(qiáng)（超過(guò)0.6 m·s-1·PW-1）時(shí)，對(duì)應(yīng)的赤道暖流也會(huì)有所增強(qiáng)，但增強(qiáng)幅度相對(duì)要低很多（大約0.2 m·s-1·PW-1）。其中ORAS、CGLO、GLOR三套數(shù)據(jù)的結(jié)果較為類(lèi)似，而FOAM 顯示的異常赤道東向流不太典型，且強(qiáng)度偏弱。西太平洋的北赤道流異常在四套數(shù)據(jù)中基本上一致。

圖9 表層海水流速對(duì)呂宋海峽凈熱能輸送量的季節(jié)和年際變化回歸分析Fig.9 Regression of ocean surface currents onto the net ocean heat transport across Luzon Strait in seasonal cycle

對(duì)于該區(qū)域的海洋混合層深度，其季節(jié)變化對(duì)LS-OHT 響應(yīng)（圖10(e-f)）主要表現(xiàn)為隨緯度變化的特征，緯度越高，季節(jié)特征越明顯，從而對(duì)LS-OHT的響應(yīng)也更加顯著，且不同資料具有很好的一致性。而年際變化的回歸分析（圖10(e-f)）的顯示，當(dāng)呂宋海峽凈熱輸運(yùn)增強(qiáng)時(shí)，西北太平洋黑潮區(qū)、赤道東太平洋區(qū)域的混合層深度增加，同時(shí)中、西太平洋的混合層深度顯著變淺。這些特征與厄爾尼諾事件發(fā)生期間熱帶太平洋的混合層深度變化特征是一致的，這種現(xiàn)象是由于厄爾尼諾事件中赤道信風(fēng)的東風(fēng)分量較常年減弱,使東太平洋海水涌升及表面海水西傳減弱而形成。這與圖9中出現(xiàn)的赤道附近的異常東向流特征是一致的，都可以認(rèn)為是熱帶太平洋對(duì)ENSO 年際變率的響應(yīng)。同樣地，ORAS、CGLO、GLOR 三套數(shù)據(jù)的結(jié)果較為一致，典型特征也都比較明顯，而FOAM 資料則無(wú)法識(shí)別出顯著的混合層深度變化。

圖10 海洋混合層深度對(duì)呂宋海峽凈熱能輸送量的季節(jié)變化和年際變化回歸分析Fig.10 Regression analysis of seasonal variation and interannual variation of ocean mixed layer depth on net heat transport across Luzon Strait

3 結(jié)論

使用CMEMS 提供的最新全球海洋集合再分析資料，針對(duì)1993-2019 年期間呂宋海峽熱能輸運(yùn)季節(jié)和年際變化，分析了四套不同數(shù)據(jù)（ORAS、CGLO、FOAM、GLOR）給出的結(jié)果之間的一致性和差異性。

通過(guò)呂宋海峽熱能輸送主要發(fā)生在500 m 以淺的海水層內(nèi)，呈“南進(jìn)北出”型結(jié)構(gòu)，但是在輸運(yùn)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度方面存在顯著差異。其中，ORAS 和CGLO的表層海流入侵呂宋海峽形成典型的流套結(jié)構(gòu)，熱能輸運(yùn)較強(qiáng)；而FOAM 和GLOR 資料則顯示表層海流經(jīng)過(guò)呂宋海峽時(shí)僅出現(xiàn)輕微彎曲，主流被限制在呂宋海峽內(nèi)，熱能輸運(yùn)較弱。凈熱輸運(yùn)量的季節(jié)變化非常一致，在夏季是凈向東輸運(yùn)，其他季節(jié)是凈向西輸運(yùn)，且冬季最強(qiáng)，達(dá)0.4 PW。年際變化方面，對(duì)于呂宋海峽總向西熱輸運(yùn)和向東熱輸運(yùn)，四套數(shù)據(jù)在強(qiáng)度方面差異明顯，而凈熱輸運(yùn)量的變化則非常一致，都與ENSO 指數(shù)存在顯著正相關(guān)關(guān)系。年際尺度的譜分析顯示，四套資料計(jì)算的呂宋海峽凈熱輸運(yùn)量最大譜密度均對(duì)應(yīng)約6 a 的周期。分析呂宋海峽凈熱輸運(yùn)量年際變化在±12個(gè)月內(nèi)對(duì)ENSO 年際變率的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，四套資料均顯示在ENSO 發(fā)展期的10 月份和衰退期的3-4 月份相關(guān)系數(shù)最高。

基于海洋表層流場(chǎng)和混合層深度數(shù)據(jù)，分析與呂宋海峽凈熱輸運(yùn)變化相關(guān)聯(lián)的熱帶太平洋海洋環(huán)境季節(jié)變化和年際變化情況。在季節(jié)變化方面，四套數(shù)據(jù)顯示的表層流季節(jié)變率非常一致，主要包括沿赤道的異常西向流、呂宋海峽兩側(cè)的異常西向流、南海的異常西南向流等；混合層深度季節(jié)變化主要表現(xiàn)為隨緯度而變化，緯度越高，季節(jié)特征越明顯。在年際變化方面，與呂宋海峽凈熱輸運(yùn)相關(guān)的流場(chǎng)異常，主要體現(xiàn)在西太平洋區(qū)域的增強(qiáng)的赤道逆流和北赤道流；混合層深度變化顯示，當(dāng)呂宋海峽凈熱輸運(yùn)增強(qiáng)時(shí)，西北太平洋黑潮區(qū)、赤道東太平洋區(qū)域的混合層深度增加，同時(shí)中、西太平洋的混合層深度顯著變淺。這些都可以認(rèn)為是熱帶太平洋對(duì)ENSO年際變率的響應(yīng)。從四套數(shù)據(jù)的差異來(lái)看，ORAS、CGLO、GLOR 三套數(shù)據(jù)的結(jié)果較為一致，流場(chǎng)和混合層變化特征也都比較明顯，而FOAM 資料顯示的異常赤道東向流不太典型，且強(qiáng)度偏弱，同時(shí)無(wú)法識(shí)別出顯著的混合層深度變化。