海洋所在海洋混合及氣候效應研究方向取得重要進展
近日,中國科學院海洋研究所王凡團隊在Nature Communications發(fā)文揭示海洋次表層混合對中部型(CP)厄爾尼諾和南方濤動(ENSO)的非絕熱正反饋機制。
ENSO是海洋-大氣系統(tǒng)最顯著的年際變化,但21世紀以來,伴隨著CP?ENSO的增多,人們對ENSO的預測技巧卻減弱。這表明,人們對ENSO的一些關鍵熱動力學認知還存在不足。海洋次表層湍流混合以非絕熱方式將熱量從混合層底向下傳遞,是影響海表溫度的一個重要過程。然而,由于直接觀測資料匱乏,次表層混合對ENSO的影響,尤其是其對CP?ENSO和東部型(EP)ENSO多樣性的作用,從未得到確認。
本研究創(chuàng)新性提出了一種基于Argo剖面觀測數(shù)據(jù)的赤道太平洋混合層底湍流混合參數(shù)化方案,從而首次提供了大量的混合層底垂向擴散系數(shù)以及湍流熱通量估算數(shù)據(jù)。據(jù)此,進一步揭示了由湍流熱通量導致的非絕熱效應與CP ENSO循環(huán)存在顯著的正反饋關系:一方面,次表層湍流混合主導了El Ni?o和La Ni?a生長期的海面溫度變化,另一方面,其強度又被El Ni?o和La Ni?a相應的風應力及次表層不穩(wěn)定條件所控制。相反,由湍流熱通量導致的非絕熱效應不能明顯促進EP ENSO的發(fā)展,也不能被EP ENSO顯著決定。
本研究提出的非絕熱機制是促進CP ENSO發(fā)展的一個主要機制,是對傳統(tǒng)絕熱ENSO理論的重要補充。該結果提示,為提高ENSO預報水平,次表層湍流混合必須在氣候預報模式中得到準確的表征。

本研究提出的CP ENSO非絕熱正反饋理論機制示意圖
該成果發(fā)表在Nature Communications。第一、二作者分別為中國科學院海洋研究所劉傳玉和王凡研究員(也是共同通訊作者),合作作者包括漢堡大學海洋研究所Armin K?hl博士、中國科學院海洋研究所王曉瑋助理研究員、中國科學院南海海洋研究所王春在研究員,以及夏威夷大學Kelvin J. Richards教授等。該研究受到中國科學院B類先導專項、國家重點研發(fā)計劃及國家自然科學基金等項目的資助。
本論文是2025年以來王凡團隊在Nature Communications發(fā)表的第二篇高水平成果。
論文信息:
Liu, C., Wang, F., K?hl, A.?et al.?Subsurface ocean turbulent mixing enhances central Pacific ENSO.?Nat Commun?16, 2315 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57058-4
附件下載:
魯公網(wǎng)安備37020202001323號 | 古鎮(zhèn)口園區(qū)地址:青島市西海岸新區(qū)海軍路88號 南海路園區(qū)地址:青島市市南區(qū)南海路7號 科考船碼頭基地:青島市西海岸新區(qū)長江東路8號 |
郵編:266000 郵件:iocas@qdio.ac.cn 電話:0532-82898611 傳真:0532-82898612 |
