海洋所在大西洋經(jīng)圈翻轉(zhuǎn)環(huán)流與熱存儲(chǔ)方面取得新進(jìn)展
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋熱力學(xué)過(guò)程與氣候變化研究組在海洋熱存儲(chǔ)和大西洋經(jīng)圈翻轉(zhuǎn)環(huán)流(AMOC)研究方面取得新進(jìn)展,研究成果“Heat storage pattern linked to the Atlantic Meridional Overturning Circulation slowdown”發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Geophysical Research Letters。
自20世紀(jì)中期以來(lái),大西洋經(jīng)歷了強(qiáng)烈的次表層變暖(圖1),給區(qū)域和全球氣候帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響。已有研究表明,AMOC的變化在調(diào)節(jié)人為熱量?jī)?chǔ)存方面起著關(guān)鍵作用,但AMOC是否已減弱仍存在爭(zhēng)議。因此,需要進(jìn)行深入研究以確定AMOC變化是否主導(dǎo)了大西洋熱含量的變化,并探索大西洋次表層溫度能否有效反映AMOC的變率。
通過(guò)HYCOM海洋模式和FAFMIP耦合氣候模式實(shí)驗(yàn)以及CMIP6模式模擬,本研究確認(rèn)了AMOC減弱在導(dǎo)致15°S–45°N大西洋熱含量增加中的關(guān)鍵作用。具體而言,AMOC減弱導(dǎo)致向極地的熱量輸送減少,使得熱量在15°S–45°N區(qū)域積聚,兩者存在約10年的滯后關(guān)系。基于這一動(dòng)力聯(lián)系,本研究提出15°S–45°N大西洋相對(duì)于全球平均的熱含量變化(OHCAmG)可作為AMOC長(zhǎng)期變化的一個(gè)重要指紋(圖2)。觀測(cè)結(jié)果顯示1960-2020期間OHCAmG增加了約1.06 ± 0.10 GJ m?2,基于兩者關(guān)系估算出1950年代以來(lái)AMOC整體減弱了僅約1.31±0.39 Sv??紤]到AMOC變化存在顯著的自然變率,人為因素引起的AMOC減弱可能尚未完全顯現(xiàn)。本研究強(qiáng)調(diào)了AMOC變化在塑造大西洋變暖格局和區(qū)域熱點(diǎn)中的重要作用,并為歷史時(shí)期AMOC變化提供了進(jìn)一步證據(jù)。

圖1 基于觀測(cè)數(shù)據(jù)和各種模式模擬的1958年以來(lái)大西洋熱量存儲(chǔ)格局

圖2 AMOC強(qiáng)度及其代理指數(shù)(OHCAmG和SSTSPNA)的變化
論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所博士后任秋萍,通訊作者為海洋所李元龍研究員,合作者包括杜克大學(xué)胡世能教授、Scripps海洋所謝尚平教授、海洋所王凡研究員等。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,山東省自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后基金等項(xiàng)目支持。
論文信息:
Ren,Q.,Li,Y.*,Hu,S.,Xie,S.‐P.,Lyu,Y.,& Wang,F. (2025). Heat storage pattern linked to the Atlantic Meridional Overturning Circulation slowdown. Geophysical Research Letters,52,e2025GL116801. https://doi.org/10.1029/ 2025GL116801
相關(guān)論文:
Ren,Q.,Kwon,Y.,Yang,J.,Huang,R. X.,Li,Y.,and Wang,F. (2024). Substantial Warming of the Atlantic Ocean in CMIP6 Models. Journal of Climate,37,3073–3091,https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0418.1
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