大气二氧化碳增加引起的气候变化改变了地球系统的热收支,导致海洋性质(如海洋表面温度和海水分层)以及大气性质(如地面风场,海洋环流的主要强迫)的变化,而大气和海洋环流的变化将重塑海洋生产力等关键生物地球化学量的分布。研究认为,在中高纬度地区,大气天气变率(ASV)与风暴路径和热带外气旋有关。在低纬度地区,ASV与年周期或太平洋El Niño/南方涛动相关。
德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心和韩国釜山国立大学的一项研究使用耦合和强迫的大气-海洋模式实验,调查了ASV的变化对热带太平洋海洋性质和生物地球化学循环的影响。结果显示,ASV变化导致向海洋输入动能的改变影响了海洋各层水体的混合程度。未来气候模型预测显示,ASV在亚热带地区表现出逐年平均下降的特征,而在热带地区则持续增加。亚热带地区ASV的减少将导致海洋混合层深度变浅,而随着ASV的增加,热带赤道附近的混合层深度将变深。ASV的变化影响了大尺度海洋环流以及副热带和热带环流的强度,强迫了赤道上升流加强和热带净初级生产力增加。这项研究强调了ASV在了解气候变化对海洋动力学和生物地球化学过程的重要性,气候变化导致的初级生产力下降一半是由热带太平洋ASV变化引起的。(张灿影 编译;熊萍 校稿)