本站訊 近日，中國(guó)海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院和深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心劉福凱副教授、宋豐飛教授和羅義勇教授在海溫季節(jié)循環(huán)研究方面取得重要進(jìn)展，揭示了1980年代以來(lái)海表溫度（Sea Surface Temperature；簡(jiǎn)稱SST）季節(jié)振幅增強(qiáng)，并闡明了其控制機(jī)制及潛在的生態(tài)效應(yīng)。相關(guān)成果以“Human-induced intensified seasonal cycle of sea surface temperature”（人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致海表溫度季節(jié)循環(huán)增強(qiáng)）為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Nature Communications（《自然·通訊》）。
SST是衡量海洋熱力過(guò)程變化的重要指標(biāo)，也是物理海洋和氣候變化研究的核心對(duì)象。已有研究對(duì)其平均態(tài)的變化開(kāi)展了大量研究。然而，即使平均態(tài)保持不變，SST依然能夠通過(guò)其年循環(huán)振幅(即夏冬季溫差)的變化影響氣候系統(tǒng)的各個(gè)方面。目前，針對(duì)SST季節(jié)循環(huán)變化的研究集中在對(duì)未來(lái)情景下的預(yù)估。然而，觀測(cè)中SST的季節(jié)振幅發(fā)生了何種變化，它能在何種程度上影響海洋內(nèi)部，其控制機(jī)制和生態(tài)效應(yīng)如何，這些問(wèn)題為理解SST的時(shí)空演變提出了挑戰(zhàn)。
通過(guò)分析多種觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)全球SST的季節(jié)循環(huán)振幅在過(guò)去四十年增大約3.9%，意味著冬季海溫更冷、夏季海溫更熱。在副極地北太平洋和北大西洋等熱點(diǎn)區(qū)域，季節(jié)振幅的增強(qiáng)甚至超過(guò)12%。上述信號(hào)不僅局限于海洋表面、還一直延伸到混合層底部，導(dǎo)致上層海洋季節(jié)振蕩顯著增強(qiáng)。國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃（CMIP6）的大集合平均較好地模擬出觀測(cè)里SST季節(jié)振幅的時(shí)空變化特征，并進(jìn)一步揭示了溫室氣體和人為氣溶膠排放兩大人為強(qiáng)迫因素在其中的主導(dǎo)作用。研究進(jìn)一步定量了不同物理過(guò)程對(duì)SST季節(jié)振幅增大的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)全球尺度上，垂向?qū)踊訌?qiáng)導(dǎo)致的海洋混合層變淺是增大SST季節(jié)振幅的主要機(jī)制，而海洋熱吸收的加劇和海表熱通量的振蕩增強(qiáng)在北太平洋和北大西洋也有不可忽視的區(qū)域性貢獻(xiàn)。
海溫季節(jié)振幅的增強(qiáng)不僅能夠產(chǎn)生顯著的氣候效應(yīng)，還導(dǎo)致上層海洋溶解氧含量的季節(jié)差異增大，同時(shí)也是海氣界面二氧化碳通量季節(jié)振幅增大的貢獻(xiàn)因素。特別是，考慮到過(guò)去四十年海洋溶解氧含量已經(jīng)出現(xiàn)持續(xù)下降，其季節(jié)振幅的增大使得夏季缺氧形勢(shì)更加嚴(yán)峻。這項(xiàng)研究首次揭示了觀測(cè)中海溫季節(jié)振幅變化的垂向特征，闡明了海溫季節(jié)振蕩變化的控制機(jī)制，并指出了海溫季節(jié)變化對(duì)上層海洋含氧量、海表碳通量等重要生態(tài)指標(biāo)的影響。該項(xiàng)研究成果的發(fā)表，體現(xiàn)了學(xué)校在海洋熱力學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際前沿地位。
該成果由海洋與大氣學(xué)院劉福凱副教授為第一作者，劉福凱副教授、宋豐飛教授和羅義勇教授為共同通訊作者。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、嶗山實(shí)驗(yàn)室科技創(chuàng)新項(xiàng)目、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)等聯(lián)合資助。
圖1.觀測(cè)和數(shù)值模擬中過(guò)去40年SST季節(jié)振幅的增大。(a,b)觀測(cè)(OBS)和模擬(EXT)中北半球季節(jié)循環(huán)的變化；（c-f)不同觀測(cè)和模擬中SST季節(jié)振幅的變化趨勢(shì)；（e-f）觀測(cè)和模擬中SST季節(jié)振幅增強(qiáng)的空間分布。
圖2.研究團(tuán)隊(duì)合影（左起：劉福凱、羅義勇、宋豐飛）
通訊員：李子光
編輯：趙奚赟
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