海洋所探明南大西洋-南印度洋海溫協(xié)同變化成因
在多年代際時(shí)間尺度上,副熱帶南大西洋和南印度洋(SAIO)的海表面溫度(SST)呈現(xiàn)出明顯的同步變化特征,共同影響了非洲、澳洲、南美的降水和流行病爆發(fā)。然而,這種協(xié)同變化的成因仍未完全厘清。前人研究普遍強(qiáng)調(diào)了氣候內(nèi)部變率。但該研究表明,火山爆發(fā)和南極臭氧空洞等外部強(qiáng)迫因素對(duì)20世紀(jì)中期以來(lái)的SAIO海溫多年代變化極為重要。
該研究通過(guò)分析觀測(cè)資料和CMIP6模式模擬結(jié)果,分析了副熱帶南大西洋和南印度洋SST在多年代際尺度上的協(xié)同變化規(guī)律,聚焦1965-1975年的快速增暖(0.43℃/十年)和20世紀(jì)70年代后期以來(lái)的緩慢增暖(0.05℃/十年)兩個(gè)時(shí)期(圖1)。分析結(jié)果表明,1965-1975年的快速增暖是以1963年阿貢(Agung)火山爆發(fā)引起的突然冷卻為前提的?;鹕皆斐傻钠搅鲗託馊苣z使海表面短波輻射量急劇減少,使SAIO 海溫在1964年達(dá)到最低值。隨后十年輻射強(qiáng)迫的迅速恢復(fù)使得SAIO的SST在1965-1975年期間加速升溫(圖2)。自20世紀(jì)70年代末以來(lái), 由于溫室氣體增多和南極臭氧空洞共同導(dǎo)致南大洋西風(fēng)帶加強(qiáng),從而加大了SAIO區(qū)域的表面潛熱釋放量, 導(dǎo)致SST變暖的減緩。此外,熱帶太平洋的氣候變化也通過(guò)大氣遙相關(guān)過(guò)程影響SAIO的潛熱釋放和 SST變化,但其總體貢獻(xiàn)相比于火山和臭氧等外部強(qiáng)迫因素是次要的。上述科學(xué)發(fā)現(xiàn)加深了對(duì)南大西洋-南印度洋這一廣袤海域海溫變化機(jī)理的認(rèn)識(shí),有助于氣候模式的評(píng)估和改進(jìn)。
文章第一作者為中科院海洋所博士研究生高興,通訊作者為李元龍研究員。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。
圖1(a)SAIO SST和全球平均海表溫度(GMSST)的時(shí)間序列。(b)觀測(cè)和LICOM3的CTRL和WIND實(shí)驗(yàn)得到的SAIO SST的時(shí)間序列。(c-d)1965-1975年和1975-2014年期間SST的線性變化趨勢(shì)

圖2(a)SAIO平均表面熱通量的時(shí)間序列(LWR為長(zhǎng)波輻射,SWR為短波輻射,THF為湍流熱通量,Qnet為總熱通量)。黃色豎線表示火山事件。(b)總熱通量及其分量在1963-1973年和1973-2012年期間的線性變化趨勢(shì)。(c-d)1963年SWR和平流層氣溶膠異常。(d-f)1963-1973年SWR和總云量的線性變化趨勢(shì)。(g-h)1973-2012年海平面氣壓(SLP)和風(fēng)的線性變化趨勢(shì)
文章信息:
Gao, X., Li, Y.*, Lin, P., Zhang, L., Ren, Q., Lu, Y., & Wang, F. (2023). Origins of multidecadal SST variations in the southern Atlantic and Indian Oceans since the 1960s. Geophysical Research Letters, 50, e2022GL101735. https://doi.org/10.1029/2022GL101735
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