中國海洋大學(xué)在Nature Climate Change刊發(fā)大西洋多年代際變率研究最新成果
http://m.gerecailiao.cn  2025年2月23日  來源:華禹教育網(wǎng)

  近日,由中國海洋大學(xué)物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心吳立新院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在氣候變化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,研究成果以“Intensified Atlantic multidecadal variability in a warming climate”(大西洋多年代際變率在全球變暖下的增強(qiáng))為題發(fā)表于Nature Climate Change(《自然-氣候變化》)期刊。研究揭示了全球變暖下大西洋多年代際變率振幅增強(qiáng)、周期增長的時(shí)空變化特征,并指出海洋混合層變薄及海洋平流輸運(yùn)時(shí)間累積的關(guān)鍵作用。該成果由中國海洋大學(xué)“青年英才工程”第三層次副教授李姝珺為第一作者兼通訊作者,海洋與大氣學(xué)院/未來海洋學(xué)院在讀博士研究生王伊婷、甘波瀾教授以及來自嶗山實(shí)驗(yàn)室等單位的專家學(xué)者共同合作完成。

  大西洋多年代際變率(AMV)是指北大西洋海表面溫度(SST)呈現(xiàn)出的具有海盆范圍、多年代際尺度的冷暖異常交替現(xiàn)象,是全球氣候年代際變化的典型模態(tài)之一,對(duì)其毗鄰區(qū)域乃至全球范圍的氣候及漁業(yè)資源均產(chǎn)生重要影響。目前,全球變暖如何影響AMV強(qiáng)度及機(jī)制尚不清晰,嚴(yán)重限制著我們對(duì)其相關(guān)氣候效應(yīng)的理解及年代際尺度的氣候預(yù)測。大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流(AMOC)作為海洋熱鹽環(huán)流的重要組成部分,可實(shí)現(xiàn)跨海盆的經(jīng)向熱量輸送,對(duì)于維持AMV具有重要作用。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,全球變暖下AMOC的減緩可能導(dǎo)致AMV變率也會(huì)減小,卻忽略了該過程中同樣發(fā)生改變的混合層深度及海洋平流傳輸時(shí)間的累積作用。

  本研究基于CMIP5/6海氣耦合多情景、多模式資料,揭示了全球變暖下AMV振幅增強(qiáng),周期增長的時(shí)空變化特征(圖1a,b)。一方面,該現(xiàn)象是由于全球變暖下,海冰融化帶來的淡水通量增加及表面熱通量的增加,抑制了北大西洋亞極地區(qū)域的海洋深對(duì)流過程,從而導(dǎo)致海洋混合層急劇變薄。當(dāng)混合層深度較淺時(shí),海洋熱容量減小,使得SST對(duì)于熱通量的擾動(dòng)作用更加敏感,從而有利于AMV振幅的增加(圖1c)。另一方面,海洋深對(duì)流過程的減弱同時(shí)也會(huì)減緩大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流及其相關(guān)的北向熱輸送,為SST異常的發(fā)展提供了更長的累積時(shí)間,從而促進(jìn)AMV振幅的增加(圖1d)。

  上述研究啟示我們,未來全球多年代際尺度的氣候波動(dòng)及相關(guān)的極端氣候事件可能會(huì)更加劇烈,這為年代際尺度的氣候預(yù)測提供了重要的理論依據(jù)。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、嶗山實(shí)驗(yàn)室科技創(chuàng)新項(xiàng)目、山東省泰山學(xué)者基金及學(xué)校青年英才工程等項(xiàng)目的大力支持。


  圖1. 全球變暖下AMV變率的增強(qiáng)響應(yīng)及機(jī)制。(a)AMV在變暖前PiControl情景下的空間形態(tài)。(b)AMV在變暖后SSP585情景下的空間形態(tài)。(c)全球變暖下海洋混合層平均態(tài)變化和AMV標(biāo)準(zhǔn)差變化的模式間關(guān)系;負(fù)相關(guān)表明全球變暖下海洋混合層變得越薄,AMV振幅增加越多。(d)全球變暖下海洋熱輸運(yùn)強(qiáng)度變化和AMV標(biāo)準(zhǔn)差變化的模式間關(guān)系;正相關(guān)表明全球變暖下海洋熱輸運(yùn)越強(qiáng),AMV振幅增加越多。


          李姝珺副教授(左)和博士研究生王伊婷

  通訊員:侯霞

  文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41558-025-02252-x(點(diǎn)擊查看)
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