海洋環(huán)流研究中獲進展

全球變暖已成為人類面臨的共同挑戰(zhàn)，全球氣候系統(tǒng)正在經(jīng)歷改變。海洋作為氣候系統(tǒng)中重要的組成部分，因其大尺度海洋環(huán)流在全球熱量、淡水平衡中起關鍵作用。那么，在氣候變化背景下，海洋環(huán)流是否已發(fā)生顯著改變？海洋垂直結構變化是否與海洋環(huán)流變化同步？中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）王春在研究團隊博士付垚，聯(lián)合美國佐治亞理工學院、德國基爾亥姆霍茲海洋研究中心的科學家，應用觀測數(shù)據(jù)對以上問題展開研究。研究表明，雖然北大西洋海水特性在年代際尺度上發(fā)生顯著改變，但是經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流強度自1990年以來保持穩(wěn)定。這說明北大西洋水文特性與海洋環(huán)流強度并非同步變化。近日，相關研究成果發(fā)表在Science Advances上。

大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流（AMOC）是全球海洋環(huán)流系統(tǒng)的組成部分，主要由溫暖的北向上層流系及寒冷的南向深層流系組成，其循環(huán)過程伴隨大量的南北半球間熱量、淡水再分配，對全球氣候和極端天氣氣候事件起重要作用。在全球變暖和氣候變化大背景下，科學界對AMOC減弱程度及其后果的討論從未停歇。傳統(tǒng)觀點認為，高緯度海域水文特性變化與AMOC強度相關，而最新的水文觀測資料顯示全球上層海洋正在變暖且副極地北大西洋正在經(jīng)歷有記錄以來最大規(guī)模的淡化，然而，觀測資料是否顯示AMOC已發(fā)生明顯改變？

該研究基于北大西洋副極地和副熱帶的水文斷面觀測資料、RAPID和OSNAP浮標陣列資料、衛(wèi)星地轉(zhuǎn)流速資料及GECCO2海洋同化資料，綜合分析1990年至今北大西洋水文特性變化及AMOC狀態(tài)。結果顯示，在過去近30年中，不僅北大西洋上層海水（0-2000米）特性發(fā)生顯著年代際變化，而且2000米以下的深層海水溫度、鹽度也在近10年顯著增加；然而，與之形成鮮明反差的是，AMOC強度在年代際時間尺度上保持穩(wěn)定，這表明AMOC強度與北大西洋海水水文特性并非同步性，明顯不同于傳統(tǒng)觀點。

研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金重點項目、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項、廣東省人才計劃的資助。

圖1.北大西洋地圖及大西洋翻轉(zhuǎn)流示意圖

圖2.副極地北大西洋鹽度的年代際改變

圖3.北大西洋AMOC強度時間序列

來源：中國科學院南海海洋研究所