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新研究发现全球气候变化背景下南大洋快速增暖的近期减缓特征及其机制

2021/02/17点击次数:

2021年2月3日,18新利体育官网近海海洋环境科学国家重点实验室(MEL)的联合遥感中心团队、美国特拉华大学、澳大利亚联邦科学与工业研究组织和印度尼西亚海洋研究中心合作在《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)发表了题为“Recent Shift in the Warming of the Southern Oceans Modulated by Decadal Climate Variability“的研究成果,揭示了南大洋关键海域的储热变化特征和动力机制。

人类活动产生的温室气体使得地球系统获得大量额外热量,其中约90%的热量被海洋吸收,造成全球海洋加速增暖以及海平面上升。海洋增暖在全球范围内并不是均匀一致的,其中南大洋是海洋热含量增加的热点区域之一。同时海气耦合系统的内部振荡常常会干扰对人类活动导致的增暖评估,这有赖于对关键区域海洋热量自然变率的大量分析和机制研究。中深层海洋热量变化的短期趋势主要是海洋系统内部自我调整的结果,其变化幅度之大可以对全球气温产生巨大扰动和调节作用,如2003-2012年的全球平均气温增势减缓现象就与南大洋中深层海洋的储热增加有关。剖面浮标(Argo)早期观测数据也发现2006-2013年期间全球海洋快速增暖主要发生在南大洋。


海洋热含量不同时期的变化

本研究利用最新的海洋观测数据发现2013年之后南大洋的部分海域出现了增暖减缓甚至反转的现象。这种反转现象与南半球环状模和太平洋年代际振荡的近期变动紧密相关。进一步的机制分析表明局地风场的变化造成了这些区域海水等密度面在2013年之前快速增暖期的加深和2013年之后降温期的变浅。等密度面的垂向移动携带着不同温度的水团改变了特定深度的水温,从而主导了海洋热含量的变化。同时沿等密面的温盐变化则指示了海表浮力通量变化对南大洋模态水和中层水水团特性的影响。本研究指出,要评估人类活动导致的长期气候变化以及预测年代际气候变动,必须对中深层海洋内部进行持续监测。

18新利体育官网-特拉华大学“海洋学双学位”项目联合培养博士生王丽娜为论文第一作者,主要研究海洋热含量的自然变率及其相关机理。18新利体育官网2015届物理海洋学博士吕柯伟为论文通讯作者,现就职于澳大利亚联邦科学与工业研究组织南半球海洋研究中心,从事南大洋热量分布及其动力学与模式模拟的研究。特拉华大学Mary A. S. Lighthipe冠名讲席教授、美国总统学者奖获得者、18新利体育官网(短期)讲座教授严晓海为论文另一通讯作者。严晓海教授研究团队——联合遥感中心长期致力于深海遥感研究及其在全球气候变化中的应用。联合遥感中心的庄伟副教授、张玮玮博士及Selvi Makarim 为本论文的合作作者。

18新利体育官网-特拉华大学“海洋学双学位”项目详情请见http://www.joint-crm.org。此外,MEL为促进海洋与环境相关学科高层次人才培养,并为其提供海外合作和深造的平台和机会,设立了“MEL海洋环境创新型人才国际合作培养项目”,每年向美国特拉华大学及德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心选派联合培养博士研究生、博士后及访问学者,详情请见http://mel.globedrugmart.com/education/cxxrc.htm



论文来源:

Wang, L., Lyu, K.*, Zhuang, W., Zhang, W., Makarim, S., Yan, X. H*. (2021). Recent shift in the warming of the southern oceans modulated by decadal climate variability. Geophysical Research Letters, 48, e2020GL090889.


论文链接:

https://doi.org/10.1029/2020GL090889