海洋所研究揭示印太交匯區(qū)海洋熱含量增長趨勢及深海增暖熱點(diǎn)
近日,《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)發(fā)海洋研究所王凡團(tuán)隊(duì)最新研究成果,首次提出了針對邊緣區(qū)域熱含量估算的體積訂正方法,綜合多套海洋觀測數(shù)據(jù)集,合理估算了1990年代以來印太交匯區(qū)上層2000米的海洋熱含量變化情況,并指出變化規(guī)律及相關(guān)機(jī)制。
人為溫室氣體導(dǎo)致的地球能量失衡主要由海洋吸收,但現(xiàn)有海洋熱含量觀測未能完全閉合地球能量收支,邊緣海區(qū)域可能是其中未被充分研究的熱量儲存庫。
以印尼海為主的印太交匯區(qū)是連接著熱帶太平洋和印度洋的“海上咽喉”,位于與沃克環(huán)流上升分支有關(guān)的大氣深對流氣候中心,研究該邊緣海區(qū)域的熱含量變化,對于更全面理解全球海洋變暖及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)具有重要意義。
為改善邊緣海區(qū)域溫度觀測資料匱乏、地形復(fù)雜等研究限制,降低熱含量估算誤差,該研究團(tuán)隊(duì)首次提出了針對邊緣海區(qū)域熱含量計(jì)算的體積訂正方法,結(jié)合高分辨率水深資料ETOPO1,在滿足“最鄰近”的條件下,更合理地估算地形復(fù)雜區(qū)域格點(diǎn)的體積分,進(jìn)一步合理估算熱含量變化。
研究團(tuán)隊(duì)綜合多套資料的計(jì)算結(jié)果顯示,1990-2015年期間,印太交匯區(qū)熱含量顯著增長了2.65±0.46 ZJ(1.08±0.17 W m-2),高于同期全球和太平洋的單位面積熱含量增長率。上層海洋熱含量增長主要受到海表面風(fēng)異常的調(diào)控,東風(fēng)異常導(dǎo)致暖水堆積并入侵到印尼海。值得注意的是,該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)蘇祿海是一個(gè)潛在的熱量存儲“熱點(diǎn)”,在500米以下的中深層可能存在比其他區(qū)域更為顯著的增暖現(xiàn)象,且該增暖信號在冬季的原始觀測資料中得到了證實(shí)。這項(xiàng)研究不僅增進(jìn)了我們對海洋大陸區(qū)域在全球氣候變化中作用的理解,還為全球變暖背景下的保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)提供了重要視角。

圖 1 (a)印太交匯區(qū)(MC)區(qū)域水深分布(b-f)印太交匯區(qū)、蘇祿海、蘇拉威西海、班達(dá)海和爪哇海的熱含量異常(OHCA)變化時(shí)間序列

圖 2 (a) 氣候態(tài)上層2000m海洋熱含量(OHC)空間分布 (b-d) 1990-2000以及2005-2015時(shí)間段熱含量增長空間分布(e)對應(yīng)時(shí)間段的表面風(fēng)(矢量)和海表面高度(SSH,填色)的變化
論文第一作者為中國科學(xué)院海洋研究所博士靳雨春,通訊作者為李元龍研究員,合作者包括中國科學(xué)院大氣物理研究所成里京研究員,中國科學(xué)院海洋研究所王凡研究員、段靜副研究員和李睿博士。研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目以及中國科學(xué)院海洋研究所海洋科學(xué)數(shù)據(jù)中心支持。
文章信息:
Jin ,Y.,Li,Y.,Cheng,L.,Duan,J.,Li,R.,& Wang,F. (2024). Ocean heat content increase of the Maritime Continent since the 1990s. Geophysical Research Letters,51,e2023GL107526. https://doi.org/10.1029/2023GL107526
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