海洋所在大西洋經圈翻轉環(huán)流的長期變化方面取得新進展
近日,中國科學院海洋研究所海洋熱力學過程與氣候變化研究組聯(lián)合Scripps海洋研究所團隊在大西洋經圈翻轉環(huán)流(AMOC)長期變化研究方面取得新進展,研究成果“Equatorial Atlantic mid-depth warming indicates Atlantic meridional overturning circulation slowdown”發(fā)表于國際學術期刊Communications Earth & Environment。
氣候模式預測在人為溫室變暖的影響下AMOC會減緩。相對于工業(yè)革命前,近年來全球平均地表溫度已上升了約1.5°C,但關于AMOC是否以及何時減緩的爭論仍然存在。研究表明AMOC變化引起的異常信號并未局限于北大西洋,通過海洋波動調整可傳播至低緯度甚至印度洋-太平洋海盆。在本研究中,我們研究了赤道大西洋上的AMOC指紋,以獲得對AMOC強度長期變化和潛在動力學的新見解。
通過MITgcm海洋模式實驗和耦合氣候模式CESM2大集合模擬,確定了赤道大西洋中一個獨特的溫度指紋——中層(1000~2000米)溫度,該指紋標志著AMOC的變化(圖1)。AMOC減弱導致亞極地北大西洋次表層變暖,該異常信號可通過斜壓開爾文波傳播至赤道,引起赤道大西洋中層的均勻變暖。所以,赤道大西洋是AMOC異常信號傳播到其他海洋的關鍵十字路口。氣候模式分析表明,與亞極地北大西洋SST指標相比,赤道大西洋中層溫度和AMOC在年代際和更長時間尺度上的變化高度相干,表明其是AMOC長期變化的更好指標,并且兩者存在約10年的動力學滯后關系(圖2)。觀測結果顯示,1960年以來赤道大西洋中層已出現(xiàn)了強勁的中深層變暖,并在21世紀初從自然變率明顯顯現(xiàn),這表明AMOC在20世紀末已經開始放緩。本研究強調了AMOC變化引起的赤道大西洋動力指紋,基于觀測為歷史時期AMOC變化提供了進一步證據(jù)。

圖1 MITgcm實驗中赤道大西洋的溫度變化

圖2 氣候模式中AMOC強度及其代理指數(shù)的變化
論文第一作者為中國科學院海洋研究所博士后任秋萍,通訊作者為Scripps海洋研究所謝尚平教授和中國科學院海洋研究所李元龍研究員,合作者還有Scripps海洋研究所彭啟華博士和中國科學院海洋研究所王凡研究員。該研究得到了國家自然科學基金,山東省自然科學基金和中國博士后基金等項目支持。
論文信息:
Ren, Q., Xie, S.-P.*, Peng, Q., Li, Y.* & Wang, F. (2025). Equatorial Atlantic mid-depth warming indicates Atlantic meridional overturning circulation slowdown. Commun. Earth Environ. 6, 819, https://doi.org/10.1038/s43247-025-02793-1
相關論文:
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
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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