广州海洋实验室在热带太平洋海表盐度对类厄尔尼诺型海温增暖的响应机制研究取得新进展----广州海洋实验室

科研进展

广州海洋实验室在热带太平洋海表盐度对类厄尔尼诺型海温增暖的响应机制研究取得新进展

发布时间：2022-05-30 来源：海洋动力-生地化过程研究团队

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近日，南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）（GML）杜岩研究员团队揭示了热带太平洋降水和海表盐度对类厄尔尼诺型海温增暖的响应以及海洋动力过程在热带太平洋海表盐度变化中的调制作用。相关成果由孙启伟博士作为第一作者发表在国际著名刊物Journal of Climate上。

海洋表面盐度作为“海洋雨量计”可以反映海洋淡水通量的变化，为评估和理解全球和海盆尺度的水循环变化提供了新的视角。另外，海洋盐度变化也会改变海洋密度、热力和动力结构特征，进而影响海洋环流和生态环境。因此，研究海洋盐度变化对于理解全球气候变化具有重要的科学意义。

基于耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）中4倍CO2突变（Abrupt-4XCO2）情景的数值模式结果，本研究发现在全球变暖背景下，海表温度呈现类厄尔尼诺增暖模态（图1a）。该增暖模态降低了太平洋海表温度纬向梯度，引发西风异常及沃克环流的减弱和东移，进一步导致海洋大陆海域降水减少，赤道太平洋降水增加，部分抵消了全球变暖背景下热力学过程（比湿增加）的影响。与此同时，类厄尔尼诺增暖模态改变了赤道太平洋经向温度梯度，激发经向风向赤道辐合，从而导致赤道太平洋降水增加，而热带辐合带（ITCZ）和南太平洋辐合带（SPCZ）海域的降水减少（图1a），遵循“warmer-get-wetter”机制（增暖最显著的区域，将带来更多的降水）。

图1. （a）多模式集合平均海表温度（等值线，℃）和降水（填色，mm/day）长期变化趋势；（b）多模式集合平均海表盐度（填色，PSU）长期变化趋势；（c）1951-2010观测海表盐度（填色，PSU）长期变化趋势；（d）纠偏的多模式集合平均海表盐度（填色，PSU）长期变化趋势；灰点为≥90%的模式一致性检验

与降水的空间变化不同，海表盐度在热带西太平洋呈现变淡趋势（图1b）。研究表明，热带太平洋海表盐度不仅受到淡水通量的影响，还会受到海洋动力过程的调控作用（图2）。赤道太平洋降水增加导致该地盐度变淡，向西的背景纬向流将负的盐度异常向西输送，辐散的经向水平平流将盐度负异常向赤道两侧输送，平滑了淡水通量对局地的盐度变化的贡献，使盐度在热带西太平洋呈现变淡趋势。此外，盐度降低和海表温度增暖共同作用导致混合层变浅，风场减弱引发赤道上升流减弱。这些过程使次表层的高盐水更少的被带入表层，在盐度再分配中也起着重要的调节作用（图2d）。以上结果完善了联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）关于全球水循环变化的结果，为未来的气候预报预测提供理论支撑。

图2. 混合层盐度收支方程分析：（a）淡水通量和水平平流对盐度变化的总贡献；（b）淡水通量对盐度变化的贡献；（c）水平平流对盐度变化的贡献；（d）垂向卷夹对盐度变化的贡献；灰点为≥90%的模式一致性检验

该研究得到了南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项（GML2019ZD0303、GML2019ZD0302）、国家自然科学基金（42090042）和中国科学院项目（183311KYSB20200015、133244KYSB20190031、ISEE2021PY02和ISEE2021ZD01）等共同资助。

相关论文信息：Qiwei Sun & Yan Du, (2022). Sea Surface Salinity changes in response to El Niño-like SST warming and relevant ocean dynamics in tropical Pacific under CMIP6 abrupt-4XCO2 scenario, Journal of Climate. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0973.1

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