《Science子刊刊发海洋所热带跨海盆相互作用最新研究成果》

  • 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:2019-09-04
  • 8月21日,Science子刊Science Advances以Article形式在线发表了题为Weakening Atlantic Ni?o-Pacific connection under greenhouse warming (《温室气体增暖背景下大西洋尼诺-太平洋遥相关减弱》)的最新研究成果,首次揭示了热带大西洋-太平洋跨海盆相互作用的未来变化。中国科学院海洋所海洋环流与波动重点实验室贾凡副研究员为文章第一作者,澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)蔡文炬教授和中国海洋大学吴立新院士为共同通讯作者。

    大西洋尼诺(也称为大西洋纬向模态)是赤道大西洋年际变异的主模态,表现为年际尺度上赤道东大西洋海温异常增暖(称为大西洋尼诺)或变冷(称为大西洋尼娜),且异常峰值出现在北半球夏季(6月-8月)。大西洋尼诺(尼娜)可通过加强(减弱)沃克环流,促进当年冬季太平洋拉尼娜(厄尔尼诺)的发展,从而成为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的有效预测因子。极端ENSO事件因其海温异常的强度大,会对全球气候、生态系统和农业等产生显著影响。而1900年以来的三次极端厄尔尼诺事件(1982/83、1997/98和2015/16厄尔尼诺),都伴随有夏季的大西洋尼娜事件;两次极端拉尼娜事件(1988/89和1998/99拉尼娜),也都与夏季的大西洋尼诺有关。随着全球变暖,大西洋尼诺与太平洋及ENSO的关联如何变化,目前尚不清楚。

    本研究利用CMIP5多模式数据及海气耦合模式实验,发现全球变暖将导致大西洋尼诺/尼娜对ENSO的影响减弱,且具有模式间一致性。其机制是全球变暖背景下大气对流层稳定性增强,造成同样强度的大西洋海温异常更难诱导出大气的对流异常,也就无法通过沃克环流影响太平洋。此项成果首次揭示了热带大西洋-太平洋跨海盆相互作用的未来变化,且根据本研究结果,未来赤道大西洋海温对ENSO预测的贡献将显著下降,而前人研究已经表明将来极端ENSO事件的发生频率会加倍,意味着有关极端ENSO的预测将更具挑战。

    论文引用:F. Jia, W. Cai, L. Wu, B. Gan, G. Wang, F. Kucharski, P. Chang, N. Keenlyside, Weakening Atlantic Ni?o–Pacific connection under greenhouse warming. Sci. Adv. 5, eaax4111 (2019).

    全文链接:https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax4111.

  • 原文来源:http://www.qdio.cas.cn/xwzx/kydt/201908/t20190822_5367889.html
相关报告
  • 《Science子刊刊发海洋动力过程与气候功能实验室最新研究成果 》

    • 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:2019-08-30
    • 8月21日,国际顶级学术期刊Science(《科学》)子刊Science Advances(《科学进展》)以Article的形式在线发表了题为“Weakening Atlantic Niño-Pacific connection under greenhouse warming ”(《温室气体增暖背景下大西洋尼诺-太平洋遥相关减弱》)的最新研究成果。该工作由青岛海洋科学与技术试点国家实验室(以下简称“海洋试点国家实验室”)海洋动力过程与气候功能实验室贾凡副研究员为第一作者,海洋试点国家实验室领军科学家蔡文炬教授和海洋试点国家实验室主任吴立新院士为联合通讯作者的科研团队共同完成。 大西洋尼诺(也称为大西洋纬向模态)是赤道大西洋年际变异的主模态,表现为年际尺度上赤道东大西洋海温异常增暖(称为大西洋尼诺)或变冷(称为大西洋尼娜),且异常峰值出现在北半球夏季(6月-8月)。大西洋尼诺(尼娜)可通过加强(减弱)沃克环流,促进当年冬季太平洋拉尼娜(厄尔尼诺)的发展,从而成为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的有效预测因子。极端ENSO事件因其海温异常的强度大,会对全球气候、生态系统和农业等产生显著影响。而1900年以来的三次极端厄尔尼诺事件(1982/83、1997/98和2015/16厄尔尼诺),都伴随有夏季的大西洋尼娜事件;两次极端拉尼娜事件(1988/89和1998/99拉尼娜),也都与夏季的大西洋尼诺有关。随着全球变暖,大西洋尼诺与太平洋及ENSO的关联如何变化,目前尚不清楚。 本研究利用CMIP5多模式数据及海气耦合模式实验,发现全球变暖将导致大西洋尼诺/尼娜对ENSO的影响减弱,且具有模式间一致性。其机制是全球变暖背景下大气对流层稳定性增强,造成同样强度的大西洋海温异常更难诱导出大气的对流异常,也就无法通过沃克环流影响太平洋。根据本研究结果,未来赤道大西洋海温对ENSO预测的贡献将显著下降,而前人研究已经表明将来极端ENSO事件的发生频率会加倍,这意味着有关极端ENSO的预测将更具挑战。 此项成果首次揭示了热带大西洋-太平洋跨海盆相互作用的未来变化,是海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候研究团队继2019年3月领衔全球众多学者在《科学》发表综述性文章“泛热带气候相互作用”(Pantropical climate interactions)之后的最新研究进展,彰显出海洋试点国家实验室在海-气相互作用及气候变化领域的全球引领作用。 论文引用:F. Jia, W. -J. Cai*, L. -X, Wu*, B. -L. Gan, G. -J. Wang, F. Kucharski, P. Chang, and N. Keenlyside, 2019: Weakening Atlantic Niño–Pacific connection under greenhouse warming. Science Advances , 5, eaax4111. 全文链接:https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax4111.
  • 《Nature Communications刊发海洋所热量存储研究成果》

    • 来源专题:深海资源开发
    • 编译者:徐冰烨
    • 发布时间:2025-01-27
    • 近日,中国科学院海洋研究所王凡团队在《自然-通讯》期刊(Nature Communications)发表了题为“Emergence of the North Pacific heat storage pattern delayed by decadal wind-driven redistribution”的研究论文。该研究揭示了太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)对北太平洋热量存储格局的主导作用,阐明了风生经向热量再分配过程在热存储中的重要地位,并指出当前气候模式对热存储模拟的差异成因,为提升北太平洋及边缘海的气候预测水平提供了理论依据。 温室气体排放导致的地球系统能量增加中有90%以上被海洋吸收,但海洋热量存储在地理上并不均匀,对区域气候和人类社会产生了广泛影响。第六次国际气候模式比较计划CMIP6表明中纬度北太平洋的热量存储显著增加,热带西北太平洋的储热变化最弱(图1a)。然而,观测到的北太平洋热存储格局更加复杂,与CMIP6集合平均呈现明显差异(图1),在热带西北太平洋具有最强变暖,在中纬度北太平洋变暖有限甚至变冷。由于CMIP6集合平均主要表示外强迫变化,北太平洋热存储格局的模拟-观测差异可能源于模式对外强迫驱动的热存储存在系统模拟偏差,或者源于自然变率主导观测的热存储格局。 基于观测数据集、HYCOM海洋模式试验和CMIP6多模式模拟,该研究揭示了自然变率PDO对20世纪中期以来北太平洋热存储格局的主导作用,并证实了热存储的模拟-观测差异很大程度上由PDO解释。近几十年的PDO位相转换改变了北太平洋风场的长期变化,进而通过海洋罗斯贝波和调整西边界流黑潮延伸体系统变化驱动了海盆尺度的热量再分配,有效消除了中纬度北太平洋的变暖,并助长了热带西北太平洋的热量积累(图2)。这些过程造成的区域变暖/变冷结构掩盖了人类活动引起的热存储格局,导致观测中的热存储格局比气候模式更为复杂。进一步,根据气候模式预测的人为储热信号的出现时间(Time of Emergence,ToE),北太平洋热存储预计将持续受自然变率影响直到21世纪后期,尽管边缘海域(如北美西海岸、白令海和鄂霍茨克海)的人为加剧变暖信号已经出现。这意味着未来几十年北太平洋的热存储格局将在PDO的影响下发生变化,但可能仍与气候模式预测的不同,凸显了对PDO进行准确初始化预测的迫切需求。 上述研究强调了自然变率对北太平洋热存储格局的主导作用,调和了气候模式与观测资料之间在热量存储格局上的显著差异,为提高气候预测水平提供了科学依据。论文第一作者为中国科学院海洋研究所段静副研究员,通讯作者为李元龙研究员,合作作者包括中国科学院海洋研究所王凡研究员、吕宜龙助理研究员、中国海洋大学荆钊教授。该研究获得了崂山实验室、国家自然科学基金项目、中国科学院战略先导专项等联合资助。 论文来源 Duan,J.,Li,Y. *,Lyu,Y.,Jing,Z. & Wang,F.,2025: Emergence of the North Pacific heat storage pattern delayed by decadal wind-driven redistribution. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-025-56005-7 https://www.nature.com/articles/s41467-025-56005-7