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近日，由中國科學(xué)院院士吳立新領(lǐng)銜的中國海洋大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在大洋東邊界流與氣候變化研究領(lǐng)域取得系列重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)首次利用高分辨率地球系統(tǒng)模式揭示了世界大洋主要東邊界上升流系統(tǒng)對全球變暖的響應(yīng)與控制機(jī)理，改變了對該科學(xué)問題的傳統(tǒng)認(rèn)識。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》和《自然·氣候變化》對該研究成果進(jìn)行了在線報(bào)道。

全球東邊界上升流系統(tǒng)以不足2%的面積，貢獻(xiàn)了全球7%的初級生產(chǎn)力以及20%的漁獲量。闡明全球變暖背景下東邊界上升流系統(tǒng)的演化特征和調(diào)控機(jī)理，對于理解海洋生態(tài)系統(tǒng)健康和人類社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

東邊界上升流系統(tǒng)海溫和海洋熱浪強(qiáng)度的未來變化趨勢(相對于臨近的開闊大洋)

本研究利用中國海洋大學(xué)參與研制的高分辨率地球系統(tǒng)模式并結(jié)合CMIP6多模式數(shù)據(jù)，首次全面分析了世界四大東邊界上升流系統(tǒng)(加利福尼亞、加納利、本格拉和秘魯上升流系統(tǒng))對氣候變化的響應(yīng)。研究表明，盡管風(fēng)場引起的離岸埃克曼輸運(yùn)對上升流的氣候平均態(tài)強(qiáng)度起決定性作用，但上升流的長期變化趨勢不再由風(fēng)場變化所主導(dǎo)，而是受到地轉(zhuǎn)流引起的輸運(yùn)變化的控制。此外，研究進(jìn)一步表明，盡管北半球上升流系統(tǒng)的海表溫度增加相對開闊大洋較慢，但南半球上升流系統(tǒng)的情形則正相反。后者主要是因?yàn)闁|邊界流自身減弱導(dǎo)致的冷平流減弱。南半球東邊界流的減弱則與大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的減弱以及海盆尺度的風(fēng)場變化有關(guān)。

地轉(zhuǎn)輸運(yùn)對未來東邊界上升流強(qiáng)度長期變化的調(diào)控作用

上述發(fā)現(xiàn)改變了東邊界上升流系統(tǒng)對全球變暖的響應(yīng)和控制機(jī)理的傳統(tǒng)認(rèn)識，揭示了南半球東邊界上升流系統(tǒng)的“熱斑”現(xiàn)象，為應(yīng)對氣候變化對東邊界上升流系統(tǒng)的影響提供了科學(xué)支撐。

這一研究成果是該團(tuán)隊(duì)繼2012年發(fā)現(xiàn)氣候變化導(dǎo)致全球西邊界流熱斑現(xiàn)象和2020年提出中尺度渦旋對西邊界流海洋鋒面的維持機(jī)制之后，在該研究領(lǐng)域取得的又一次重要進(jìn)展，對于推動大洋邊界流觀測、理論與預(yù)測研究，深入認(rèn)識大洋邊界流系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)和反饋?zhàn)饔镁哂兄匾饬x。

(中國海洋大學(xué)供圖)

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