海氣相互作用研究取得的重要進展
2020-09-09 深圳市海洋學會2020年9月2日，國際頂級學術期刊Nature（《自然》）以長文（Article）形式在線發表題為 「Butterfly effect and a self-modulating El Niño response to global warming」 （《蝴蝶效應與厄爾尼諾在全球變暖下的自我調節機制》）的文章。該文章成果由中國海洋大學海洋高等研究院/物理海洋教育部重點實驗室（以下簡稱實驗室）綠卡客座教授、海洋試點國家實驗室領軍科學家、南半球海洋研究中心主任蔡文炬院士為第一作者，物理海洋教育部重點實驗室主任、海洋試點國家實驗室主任吳立新院士為共同通訊作者，實驗室在讀博士生耿濤以及來自美國、澳大利亞的多位知名學者為合著者的科研團隊共同完成。
厄爾尼諾現象作為地球氣候系統中最強的年際氣候變異信號，對全球極端天氣災害、漁業生態環境及人類經濟社會具有廣泛而深遠的影響。在全球變暖背景下，儘管大部分氣候模式都表現出強厄爾尼諾事件和強拉尼娜（厄爾尼諾的反位相）事件的發生頻率增加，但是不同模式之間的模擬表現相差較大。這一模式間的巨大差異性為將來的氣候預測與相關氣候政策的制定實施增添了諸多不確定性因素。
本研究首次發現並提出，厄爾尼諾可以通過氣候系統的非線性作用「記住」其過去的表現並對其將來變暖下的響應做出相應調整。通過對歷史與將來溫室氣體強迫的氣候模型進行若干次重複試驗，每次試驗只在初始條件中增加一點隨機的微小擾動，研究發現模型氣候系統接下來厄爾尼諾的演變發展都會截然不同（類似於「蝴蝶效應」）。在這看似雜亂無章的演化過程背後卻蘊含著深刻的內在聯繫：如果初始階段的厄爾尼諾較為活躍（變率較強，發生頻率較高），則在一個世紀以後的全球變暖下厄爾尼諾的變率增加幅度較小，反之亦然。本研究認為，導致這種變化的原因在於起始階段較活躍的厄爾尼諾會使得熱帶海洋向大氣輸送更多的熱量，這就延緩了全球變暖引發的上層海洋層結增加，進而減緩海洋-大氣之間的耦合效率，從而使得厄爾尼諾的變率增加減緩。這一厄爾尼諾現象的自我調節機制在國際主流氣候模式中均得到了驗證。
圖：初始的隨機微小擾動會導致同一氣候模式模擬出完全不同的厄爾尼諾演化過程（類似於「蝴蝶效應」）。在全
上述研究成果的發現為認識氣候變率尤其是厄爾尼諾事件在跨時間尺度以及氣候變化背景下的調整演化提供了全新的視角，為理解氣候模式對未來預測的差異化結果提供了合理的科學解釋，對國際社會應對氣候變化與制定氣候政策具有重要指導作用。
由吳立新院士和綠卡教授蔡文炬院士領銜的科研團隊，長期致力於氣候變化與可預測性研究，近年來已多次在國際頂級學術期刊（如Nature, Science, Nature Climate change, Science Advances等）發表重要原創性成果。本研究的發表進一步彰顯出中國海洋大學在全球變暖研究領域的國際引領作用。
文章來源: 中國海洋大學 郭丹 侯霞 ；海洋國家實驗室
相關焦點
-
深海前沿中心在海洋中小尺度動力過程研究領域取得重要進展
研究成果在國際上首次提出了中尺度渦旋垂向熱輸送與海氣熱交換間的耦合動力機制，是對中尺度渦旋垂向熱輸送理論的重要發展；此外，也揭示了中尺度渦旋垂向熱輸送對海洋鋒面的重要維持作用，改變了「中尺度渦旋通過水平熱輸送過程破壞海洋鋒面 -
基於大數據的人工智慧海洋學預報研究取得進展
近日，由中國科學院海洋研究所研究員李曉峰領銜、國內多家海洋科研單位人員組成的人工智慧海洋學團隊，以熱帶不穩定波相關聯的海表溫度場為例，研發了以衛星遙感大數據驅動的針對海氣系統中複雜海洋現象的人工智慧預報模型，並在針對熱帶不穩定波相關的海表溫度時空演變預報方面取得研究進展。 -
鈣鈦礦太陽能電池研究取得了重要進展
通過研究鈣鈦礦太陽能電池的印刷工藝，德國科學家得出了一些重要的結論來開發適合將鈣鈦礦電池材料沉積到基板上的油墨。雖然近年來有關鈣鈦礦太陽能電池的研究取得了重要進展，但所取得的、最為顯著的成果大多是在不到一平方釐米的設備上且採用在大規模商用設備生產中並不實用的工藝來取得的。將這些實驗室成果轉化為大規模生產是另一個亟待探索的研究領域。許多不同的工藝都被認為是適合於此，其中槽模塗布和噴墨列印最為突出。 -
太平洋西邊界流研究取得突破性進展
    2016年7月，國際著名學術期刊《自然》（Nature）發表了《海洋渦旋與大氣的相互作用對西邊界流的影響》的最新研究成果，該成果由青島海洋科學與技術國家實驗室的海洋動力過程與氣候功能實驗室研究團隊完成。 -
「全球變化與海氣相互作用」專項開展資料審查
日前，國家海洋信息中心召開了「全球變化與海氣相互作用」專項地學任務資料審查會議。來自自然資源部第二海洋研究所、第三海洋研究所的技術專家及國家海洋信息中心的相關專業資料審核人員共14人參會。本次審查的6項任務涵蓋海洋底質、海底地形地貌、海洋地球物理和海洋底棲生物4個專業方向。 -
大連化物所在金屬-載體強相互作用研究中取得新進展
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員傅強和中科院院士包信和研究團隊成功地將金屬-載體強相互作用（SMSI）拓展並應用到金屬/碳化物催化體系，證明了該效應對於設計高效碳化物基催化材料的重要作用。相關研究結果以全文的形式發表在《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc.）上。 -
南大洋增暖機制研究取得突破性進展
海洋國家實驗室區域海洋動力學與數值模擬功能實驗室青年學者高立寶所率領的中-澳團隊在南大洋增暖機制研究方面取得了突破性進展，其研究成果「Recent wind-driven change in近期南大洋的顯著增暖備受關注，2006年以來全球變暖增加的熱量有超過60%被南大洋吸收，它對全球氣候增暖減緩(Hiatus)事件具有重要影響，但南大洋水體顯著增暖機制尚不清楚。 -
陳大可院士做客「院·望」系列講座 講述《海洋與颱風的相互作用》
他表示，陳大可長期從事海洋學基礎研究, 在近海、大洋和氣候研究領域都有重要建樹。他對海洋的追求、對生活的熱愛值得我們每一個人學習。中國是世界上受颱風危害最嚴重的國家之一，隨著沿海經濟和人口不斷增長，颱風災害風險越來越大。目前颱風強度預報和季節性預測能力遠不能滿足國家防災減災的迫切需求，其中的一個重要瓶頸是對海洋的響應和反饋過程認識不足。 -
中國海洋大學深海前沿中心在海洋中小尺度動力過程研究領域取得...
中國海洋大學深海前沿中心在海洋中小尺度動力過程研究領域取得重要進展研究成果在國際上首次提出了中尺度渦旋垂向熱輸送與海氣熱交換間的耦合動力機制，是對中尺度渦旋垂向熱輸送理論的重要發展；此外，也揭示了中尺度渦旋垂向熱輸送對海洋鋒面的重要維持作用，改變了「中尺度渦旋通過水平熱輸送過程破壞海洋鋒面」這一傳統觀點，為海洋環流理論提供了新的認識。 旋轉和層結效應作為地球流體的兩大動力特徵，對海水垂向運動造成了顯著的約束。 -
颱風影響海洋中尺度及大尺度環流的動力機制研究方面取得新進展
中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室研究員尚曉東團隊與復旦大學教授王桂華合作，在颱風影響海洋中尺度及大尺度環流的動力機制研究方面取得新進展。相關研究近日在線發表在《地球物理研究雜誌—海洋》，並被選為亮點論文。 -
物理所具有強相互作用的低維量子氣體理論研究取得新進展
最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室陳澍研究員和博士生關黎明，在費米超TG氣體研究方面取得了重要進展。近年來，由於冷原子物理領域中實驗技術的迅猛發展，在低維量子氣體的實驗研究方面已取得一系列重要進展。 -
中科院大連化物所在金屬-載體強相互作用研究中取得新進展—新聞...
中科院中科院大連化物所在金屬-載體強相互作用研究中取得新進展 近日，大連化物所傅強研究員和包信和院士研究團隊成功地將金屬-載體強相互作用（SMSI）拓展並應用到金屬/碳化物催化體系，證明了該作用對於設計高效碳化物基催化材料的重要作用。 -
日冕物質拋射研究取得重要進展
近日由我校汪毓明教授領導的日地空間物理課題組在太陽大氣噴流觸發高速日冕物質拋射方面取得重要進展。它們被認為可能對日冕加熱和太陽風加速有重要貢獻。而日冕物質拋射（CME）則是一種泡狀結構的爆發活動，通常以極高的速度向行星際空間和地球注入大量的等離子體物質和能量，可以對地球周圍的空間環境、人類的航天活動和電力、通訊產生重要影響。但是這兩種太陽大氣中的爆發活動是否有所聯繫？ -
中科院大連化物所金屬載體強相互作用研究取得新進展—新聞—科學網
近日，中科院大連化物所航天催化與新材料實驗室喬波濤研究員和張濤院士團隊與穆斯堡爾譜技術研究組王軍虎研究員團隊合作，在金屬載體強相互作用研究方面取得新進展：首次發現鉑族金屬（Pt、Pd）與羥基磷灰石之間的金屬載體強相互作用。 -
中國科研人員在暗能量研究上取得重要進展
來源：新華網我國科研人員在暗能量研究上取得重要進展新華社武漢9月27日電(記者譚元斌)暗能量是推動宇宙加速膨脹的能量。暗能量的起源和性質一直神秘莫測，學界通常認為，真空能和標量場是暗能量的兩個可能的候選對象。 -
中國科研人員在暗能量研究上取得重要進展
我國科研人員在暗能量研究上取得重要進展新華社武漢9月27日電(記者譚元斌)暗能量是推動宇宙加速膨脹的能量。暗能量的起源和性質一直神秘莫測，學界通常認為，真空能和標量場是暗能量的兩個可能的候選對象。我國科研人員的最新研究有效排除了真空能作為暗能量的可能性，並對標量場作為暗能量候選給出了理論限制。據介紹，在宇宙尺度上，星系受到引力相互作用，按理應該相互靠攏，但實際上宇宙卻在加速膨脹，星系間彼此遠離，這暗示了宇宙中還存在一種尚未被認知的能量，即所謂的暗能量。量子力學不確定關係預言，即使在真空中，也會存在虛粒子漲落現象，導致真空能量不為零。 -
研究發現反氣旋渦造成海表降溫
近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）在海洋中尺度渦對障礙層及海表溫度的影響研究中取得新進展。中尺度渦是海洋中半徑為幾十至幾百公裡的旋轉流體。北半球順時針旋轉的渦旋稱為反氣旋渦（逆時針旋轉則稱為氣旋渦），反氣旋渦內近表層海水輻聚下沉而具有較高的海表溫度，因此常被稱為「暖渦」，這些渦旋能夠促進海氣熱量和水汽的交換，有利於雲和降水的形成，對局地海洋環境變化和海氣相互作用過程有重要影響。 -
首套國產化海氣界面觀測浮標布放西北太平洋
▶ 海氣界面觀測浮標。國家海洋技術中心 供圖 本報訊 由國家海洋技術中心領銜，山東省科學院海洋儀器儀表研究所、國家海洋環境預報中心及浙江大學參加的國家重點研發計劃「海洋環境安全保障」專項「海氣界面觀測浮標國產化技術研究」項目，歷時3年，完成了海氣界面觀測浮標的全系統國產化技術研究。 -
金屬-載體強相互作用研究取得新進展
近日，中科院大連化物所傅強研究員和包信和院士研究團隊成功地將金屬-載體強相互作用（SMSI -
量子模擬—人工合成自旋-軌道耦合體系研究取得重要進展
量子模擬—人工合成自旋-軌道耦合體系研究取得重要進展 中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陳帥、鄧友金等在超冷原子量子模擬領域取得重要進展。