《中国科学院海洋研究所在菲律宾海环流对厄尔尼诺复杂性响应方面获新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-07-08
  • 近日,中国科学院海洋研究所王凡研究团队在菲律宾海环流和海平面在特定厄尔尼诺事件中的变化规律及动力机制研究取得新进展,研究成果发表于国际学术期刊Journal Geophysical Research: Oceans(《地球物理学研究杂志-海洋》)上。

    菲律宾海是热带西北太平洋海平面及上层环流年际变率最强的区域,与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)密切联系。菲律宾海在厄尔尼诺发展期春夏季通常会出现海平面下降和上层的气旋式环流异常,对下游环流、气候和生态系统产生深远影响。然而,厄尔尼诺事件在强度、发展时间、空间型等方面的复杂性,一定程度上造成了每个独立事件中上述变化的差异。

    王凡研究团队基于观测、再分析的海表高度场及流速数据,利用约化重力海洋模式,揭示了菲律宾海海平面和环流在2006年及2009年厄尔尼诺事件中的特殊变化,分析了其背后的动力机制,总结了相应特殊变化发生的气候背景条件。研究结果表明,不同于其它厄尔尼诺事件,2006年和2009年春夏季菲律宾海出现了海平面上升,伴随着反气旋式异常环流。受此影响,下游区域也出现特殊变化,例如北赤道流分叉点南移,棉兰老流向苏拉威西海入侵增强,望加锡海峡的印尼贯穿流异常增强。观测表明2006和2009厄尔尼诺前一年冬天持续而强劲的赤道东风可能是上述变化的主要成因。模式敏感性实验进一步表明,厄尔尼诺事件前一年三月至当年二月的风场最为关键,其中西北太平洋中部的负风应力旋度起到主导作用,而赤道风场的作用次之。上述风场通过激发西传的下沉Rossby波造成了2006年和2009年春夏季菲律宾海海平面上升。此外,分析指出菲律宾海的上述特殊变化更容易在拉尼娜事件后的晚发型弱厄尔尼诺事件发展期出现。该研究成果将为了解ENSO复杂性的影响、认识和预测区域海平面及环流变化提供重要支持。

    论文第一作者为中国科学院海洋所博士李睿,通信作者为王凡研究员,合作者为李元龙研究员、任秋萍博士和吕宜龙博士,研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和山东省自然科学基金资助。 

    文章信息:Li, R., Wang, F., Li, Y., Ren, Q., & Lyu, Y. (2023). Special sea-level and circulation anomalies in the Philippine Sea during the 2006/2007 and 2009/2010 El Ni?o events. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128, e2022JC019537. https://doi.org/10.1029/2022JC019537

  • 原文来源:http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202307/t20230707_6806876.html
相关报告
  • 《中国科学院海洋研究所在白垩纪大洋缺氧事件2期间南半球高纬区水循环响应方面获新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-01-28
    • 国际地学刊物《全球和行星变化》(Global and Planetary Change,TOP 5%)近日发表了中国科学院海洋研究所常凤鸣研究组与法国海洋开发研究院、韩国海洋科学技术院、自然资源部第一海洋研究所等单位合作的最新研究成果“Enhanced hydrological cycle during Oceanic Anoxic Event 2 at southern high latitudes: New insights from IODP Site U1516”。该研究基于多学科交叉和多圈层耦合,在国际上首次揭示了白垩纪大洋缺氧事件2(OAE 2)期间东南印度洋曼达岬海盆沉积物源-汇过程的连续性演化历史及其对南半球高纬度地区水循环的响应。 近年来,国际上深海地质研究领域最为前沿的合作计划——国际大洋发现计划(IODP)将地球气候系统对大气CO2浓度升高的响应列为其优先研究领域之一。此外,深入研究关键地质历史时期的碳循环过程、成因机制及其古气候环境效应,对于人类更好地认识、预测和应对未来的全球变暖等系列危机也具有非常重要的借鉴价值。发生在森诺曼期-土伦期界限(~94 Ma)的OAE 2,是白垩纪温室期内得到科研界关注最多且最具有代表性的碳循环扰动事件,也是研究地球系统科学前沿领域——多圈层耦合作用的典范。然而,迄今为止科研界仍缺少高纬度地区OAE 2的连续性沉积记录,尽管该地区具有对气候环境的变化异常敏感的突出优势。2017年在东南印度洋中实施钻探的IODP 369航次,首次获取到了南半球高纬度地区OAE 2阶段形成的连续性岩芯沉积物,从而为上述研究工作的深入开展提供了极佳的载体和契机。 研究人员利用该航次在曼达岬海盆钻取的U1516站位岩芯沉积物,基于极好的钙质生物化石碳同位素和古生物地层年代约束,通过沉积学、粘土矿物学以及地球化学方法,详细揭示了晚白垩纪阶段研究区沉积物来源、陆源区气候条件、海表生物生产力和海底氧化-还原环境的演化历史及其对OAE 2的响应。物源分析结果表明,所研究碎屑沉积物主要来自于澳大利亚西南部大陆,而海底火山成因物质的贡献较小。其中,在OAE 2碳同位素发生显著性正向偏移的阶段,U1516站位的陆源河流物质输入量显著增加,并伴随着物源区的明显变化——由澳大利亚西南部近源地块(如珀斯盆地和鲁纹地块)转变为远源地块(如依尔岗克拉通和奥尔巴尼-弗雷泽造山带)。 研究人员认为上述物源变化反映了OAE 2期间温室气候条件下南半球高纬度地区水循环的加剧,由此引起了澳大利亚西南部大陆河流系统的重组,且河流入海物质(碎屑、营养和有机质及淡水)通量的增加还促进了附近海域海表生物生产力的勃发及海底缺氧性沉积环境的发育。此时周边大火成岩省的强烈火山活动虽然对研究区没有直接的物质输入贡献,但由其排放的大量温室气体二氧化碳却有利于上述气候环境的形成与保持。在此基础上,陆源有机质和海表生物生产力来源有机质在缺氧性的底层水环境中得以大量地保存下来,从而形成了黑色页岩这种OAE 2阶段最典型的海洋沉积物,这进一步证实了当时南半球高纬度地区的暖湿气候条件以及大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的紧密联系。 中国科学院海洋所陈红瑾博士研究生为文章第一作者,中国科学院海洋所徐兆凯研究员、自然资源部第一海洋研究所李铁刚研究员为文章通讯作者。该研究得到了中国科学院战略先导科技专项、国家自然科学基金、青岛海洋科学与技术试点国家实验室鳌山科技创新计划、国家公派留学基金等项目联合资助。 论文出处及链接: Chen, H.J., Xu, Z.K.*, Bayon, G., Lim, D.I., Batenburg, S.J., Petrizzo, M.R., Hasegawa, T., Li, T.G.* Enhanced hydrological cycle during Oceanic Anoxic Event 2 at southern high latitudes: New insights from IODP Site U1516. Global and Planetary Change, 2022, 209: 103735. doi: 10.1016/j.gloplacha.2022.103735. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818122000029?via%3Dihub.
  • 《中国科学院海洋研究所在鱼类复杂性状快速适应性进化遗传机制研究方面获新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2020-11-15
    • 11月4日,国际学术期刊Molecular Biology and Evolution(分子生物学与进化1区,5年IF 13.401)在线发表了中国科学院海洋研究所刘进贤课题组关于鱼类快速适应淡水生境的遗传学机制研究最新成果。该研究从基因组水平揭示了鱼类快速适应淡水生境的遗传学基础,为生物复杂性状快速适应性进化的分子机制提供了新的认知,并对预测生物应对环境变化的适应性进化策略具有重要的理论价值。 环境变化背景下生物的适应性进化是生物多样性产生的重要机制,也是广受关注的科学问题。尽管生物表型为应对环境改变可以发生快速适应性进化,但对于复杂性状快速适应的遗传机制的理解目前仍然十分匮乏。部分海洋鱼类在演化的过程中进入淡水生境,形成了淡水定居型的种群,为解析复杂表型适应性进化的遗传机制提供了契机。 刘进贤课题组以刀鲚的洄游种群及其淡水定居种群为研究对象,采用群体基因组学的研究方法,通过比较长江水系不同的淡水定居型种群与长江口的洄游型种群之间的基因组差异,探讨了海洋鱼类淡水定居种群的淡水适应这一复杂性状的遗传学机制。 研究发现,刀鲚种群在染色体LG6和LG22上存在两个很大的染色体倒置,这两个染色体倒置在淡水定居种群中具有很高的频率,但在洄游种群中的频率很低或未检测到,两处染色体倒置区域上SNP的等位基因频率在淡水定居种群和洄游种群间亦存在明显差异;功能分析显示两个染色体倒置区域富集了与代谢过程、免疫调控、生长发育、渗透压调节等多个生物过程相关的基因,暗示两个染色体倒置区域上的遗传差异可能与刀鲚洄游种群和淡水定居种群间在适应性进化过程中形态、生理、行为等表型上的分化有关,提示基因组结构变异在刀鲚淡水定居种群的淡水适应的平行演化过程中扮演了非常重要的角色。 该研究得到了国家自然科学基金委项目资助,李玉龙副研究员和宗绍兵博士研究生为论文共同第一作者,刘进贤研究员为论文通讯作者。 论文链接:https://doi.org/10.1093/molbev/msaa290