《过去二十多年延及深海的全球平均海洋环流加速》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2020-02-13
  • 2月5日,国际顶级学术期刊Science(《科学》)子刊Science Advances(《科学进展》)在线发表了题为“Deep-reaching acceleration of global mean ocean circulation over the past two decades”(过去二十多年延及深海的全球平均海洋环流加速)的最新研究成果。中国科学院海洋研究所胡石建研究员为第一作者兼通讯作者。该成果首次揭示了全球平均海洋环流在过去20多年以来的加速现象,阐明了海洋环流加速的能量来源、物理机制以及人类温室气体排放在其中的重要作用。

    大尺度海洋环流是地球物质和能量再分配的主要动力过程,对海洋环境和气候系统具有非常重要的作用。在全球气候变暖背景下,大尺度海洋环流如何变化是一个重要的科学问题。由于内部动力过程和自然振荡的调节,海洋环流变化具有极强的区域性和显著的复杂性,不同区域的海洋环流对气候变暖的响应非常不同。同时,由于人类仍然缺乏对海洋环流的系统性连续直接观测,数据匮乏,导致学界一直未能解析气候变暖下海洋环流变化的趋势背景。

    针对上述问题,研究团队集成多种全球海洋环流和海表面风速的数据资料,包括多源观测资料、再分析资料、同化资料和模式资料,发现自1990年代早期以来的近20年,全球积分的大尺度海洋动能存在显著增长趋势,这表明全球平均海洋环流存在显著的加速趋势。数据显示,这种大尺度海洋动能的增加主要集中在全球热带海域,并且延伸至数千米的深海。这种全球平均海洋环流加速主要是由行星尺度的海表面风加速引起的。

    进一步分析表明,全球平均海洋环流的加速呈现出一种长期趋势,而温室气体持续排放在其中扮演了非常重要的角色。尽管太平洋年代际振荡(PDO)对全球积分的大尺度海洋动能具有重要影响且自上世纪90年代以来PDO发生了明显的位相转变,但PDO的位相转变在全球平均海洋环流加速过程中仅作出了较小的贡献。温室气体排放相关的外强迫是近20多年以来全球平均海洋环流加速的主要原因。文章指出,在温室气体排放持续增加的背景下,海洋和地球气候系统未来如何做出响应无疑是非常重要的问题,这对理解过去和预测未来海洋和地球气候系统的长期变化具有重要意义。

    Science期刊新闻栏目连续发表两篇新闻对该项研究进行了报道,美国《科学家》杂志、《华盛顿邮报》等多家国际媒体报道了该研究成果及其重要意义,多位国际著名学者对该成果进行了点评。美国亚利桑那大学Joellen Russell教授评论道:“这是一篇十分令人兴奋的论文,我认为结果是强有力的,它们很重要、令人震惊”(This is quite an exciting paper. I think the results are robust, I think they’re important, and I think they are a little shocking)。美国伍兹霍尔海洋研究所Susan Wijffels研究员指出:“这项工作将激发很多后续工作” (It’s going to stimulate a lot of other work)。

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    • 发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项研究表明,全球海洋环流在过去二十年来加速了。该研究发现,自1990年代初以来,海洋动能存在显著增加的趋势,全球平均海洋环流的加速度提高了36%。这种趋势主要集中在全球热带海域,可延伸至数千米的深海。数据显示,全球平均海洋环流加速主要是由行星尺度的海表面风加速引起的。 该研究由Shijian Hu在斯克里普斯海洋研究所(Scripps)海洋学家Janet Sprintall的实验室担任博士后研究员时主持。“我们在全球海洋中探测到2000米(6560英尺)深度,洋流加速的幅度和程度令人惊讶,”Sprintall说。“尽管我们期望在过去的二十年中对增加的风能做出一定的反应,但这种加速度不断增加是一个意外反应,可能是由于全球气候变化所致。” 大规模的海洋环流是海洋水量和热量重新分配的主要动力过程,在地球的环境和气候系统中起着重要的作用。它调节着陆地温度,最显着的是在西欧等地区,尽管纬度相同,但相对温暖的海流使马德里等城市的气候比纽约等城市的气候温暖。 由于内部动力过程和自然振荡的调节,不同区域的海洋环流对气候变暖的响应非常不同。同时,人类仍然缺乏对海洋环流的系统性连续直接观测,数据严重缺乏,导致一直未能解析气候变暖的海洋环流变化趋势背景。然而,越来越多的证据表明,由于人类活动造成的持续温室气体排放会导致地球的能量失衡和持续的海洋变暖。因此,了解全球变暖背景下的大规模海洋环流至关重要。 研究团队使用多来源的海洋环流和风速数据调查全球平均值海洋环流和全球平均海面风速。结果发现,最近的加速度远远超出自然振荡所能解释的,其余的是由于持续不断的温室气体排放所引起的。 自20世纪90年代初以来,地表风加剧,刺激了海洋环流。加速可能导致热量和水的质量传递增加,因此额外的能量将更均匀地重新分配,并且海洋中的水循环也可能会加剧。由于这种加速作用的深处,上层海洋中的热量可能更有效地转移到深海中。研究人员说,未来需要进一步探索这项研究的意义。 (傅圆圆 编译)
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    • 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:2020-02-14
    • 2月5日,国际顶级学术期刊Science(《科学》)子刊Science Advances(《科学进展》)在线发表了题为“Deep-reaching acceleration of global mean ocean circulation over the past two decades”(过去二十多年延及深海的全球平均海洋环流加速)的最新研究成果。该项成果由海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室(以下简称海气功能实验室)胡石建研究员为第一作者兼通讯作者,海气功能实验室王凡研究员为联合通讯作者,海气功能实验室官聪博士、海洋试点国家实验室学术委员会副主任胡敦欣院士和海洋试点国家实验室-澳大利亚联邦科工组织南半球海洋研究中心主任蔡文炬教授等为合著者的科研团队共同完成。该成果首次揭示了全球平均海洋环流在过去20多年以来的加速现象,阐明了海洋环流加速的能量来源、物理机制以及人类温室气体排放在其中的重要作用。 大尺度海洋环流是地球物质和能量再分配的主要动力过程,对海洋环境和气候系统具有非常重要的作用。在全球气候变暖背景下,大尺度海洋环流如何变化是一个重要的科学问题。由于内部动力过程和自然振荡的调节,海洋环流变化具有极强的区域性和显著的复杂性,不同区域的海洋环流对气候变暖的响应非常不同。同时,由于人类仍然缺乏对海洋环流的系统性连续直接观测,数据匮乏,导致学界一直未能解析气候变暖下海洋环流变化的趋势背景。 针对上述问题,研究团队集成多种全球海洋环流和海表面风速的数据资料,包括多源观测资料、再分析资料、同化资料和模式资料,发现自1990年代早期以来的近20年,全球积分的大尺度海洋动能存在显著增长趋势,这表明全球平均海洋环流存在显著的加速趋势。数据显示,这种大尺度海洋动能的增加主要集中在全球热带海域,并且延伸至数千米的深海。这种全球平均海洋环流加速主要是由行星尺度的海表面风加速引起的。 进一步分析表明,全球平均海洋环流的加速呈现出一种长期趋势,而温室气体持续排放在其中扮演了非常重要的角色。尽管太平洋年代际振荡(PDO)对全球积分的大尺度海洋动能具有重要影响且自上世纪90年代以来PDO发生了明显的位相转变,但PDO的位相转变在全球平均海洋环流加速过程中仅作出了较小的贡献。温室气体排放相关的外强迫是近20多年以来全球平均海洋环流加速的主要原因。文章指出,在温室气体排放持续增加的背景下,海洋和地球气候系统未来如何做出响应无疑是非常重要的问题,这对理解过去和预测未来海洋和地球气候系统的长期变化具有重要意义。 该成果是海洋试点国家实验室在全球海洋环流与气候变化研究领域取得的重要突破进展,进一步彰显了海洋试点国家实验室在全球海洋与气候变化领域的创新引领实力。成果在线发表当日即获得国际科学界的广泛关注。Science期刊新闻栏目连续发表两篇新闻对该项研究进行了报道,美国《科学家》杂志、《华盛顿邮报》等多家国际媒体报道了该研究成果及其重要意义,多位国际著名学者对该成果进行了点评。美国亚利桑那大学Joellen Russell教授评论道:“这是一篇十分令人兴奋的论文,我认为结果是强有力的,它们很重要、令人震惊”(This is quite an exciting paper. I think the results are robust, I think they’re important, and I think they are a little shocking)。美国伍兹霍尔海洋研究所Susan Wijffels研究员指出:“这项工作将激发很多后续工作” (It’s going to stimulate a lot of other work)。