《Science Advances》刊發LTO研究團隊海洋環流研究成果

全球變暖已經成為人類面臨的共同挑戰，在此背景下，全球氣候系統正在經歷前所未有的改變。海洋作為氣候系統中至關重要的組成部分，因其大尺度海洋環流在全球熱量、淡水平衡中起到舉足輕重的作用。那麼，在氣候變化背景下，海洋環流是否已經發生顯著改變？海洋垂直結構變化是否與海洋環流變化同步？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）王春在研究團隊付垚博士聯合美國喬治亞理工學院和德國基爾亥姆霍茲海洋研究中心科學家應用觀測數據對以上問題進行了探索。研究結果表明雖然北大西洋海水特性在年代際尺度上發生了顯著改變，但經向翻轉流強度自1990年代以來保持穩定。此結果說明北大西洋水文特性與海洋環流強度並非同步變化。相關研究成果近日發表在國際著名期刊《Science Advances》上。

大西洋經向翻轉流（AMOC）是全球海洋環流系統的重要組成部分，它主要由溫暖的北向上層流系及寒冷的南向深層流系組成，其循環過程伴隨大量的南北半球間熱量、淡水再分配，對全球氣候和極端天氣氣候事件起到至關重要的作用。在全球變暖和氣候變化大背景下，科學界對AMOC減弱程度及其後果的討論從未停歇。好萊塢災難電影《後天》描述AMOC停滯引起全球陷入新冰河紀大劫難。全球變暖引起北極冰川加速融化，大量淡水匯入北大西洋，導致AMOC停滯，全球的冰河期開始，颶風、海嘯、地震、洪水、極度嚴寒等一系列的的災難。傳統觀點普遍認為高緯度海域水文特性變化與AMOC強度相關，而最新的水文觀測資料顯示全球上層海洋正在變暖且副極地北大西洋正在經歷有記錄以來最大規模的淡化，然而觀測資料是否顯示AMOC已經發生明顯改變？

本研究基於北大西洋副極地和副熱帶的水文斷面觀測資料、RAPID和OSNAP浮標陣列資料、衛星地轉流速資料及GECCO2海洋同化資料，綜合分析了1990年至今的北大西洋水文特性變化及AMOC狀態。結果顯示，在過去近30年中，不僅北大西洋上層海水（0-2000米）特性發生了顯著年代際變化，而且2000米以下的深層海水溫度、鹽度也在近10年顯著增加；然而，與之形成鮮明反差的是AMOC強度在年代際時間尺度上保持穩定，這表明AMOC強度與北大西洋海水水文特性並非同步性，明顯不同於傳統觀點。

該研究由國家重點研發計劃項目，國家自然科學基金重點項目，中科院先導專項，廣東省人才計劃項目資助完成。

圖1 北大西洋地圖及大西洋翻轉流示意圖

圖2 副極地北大西洋鹽度的年代際改變

圖3 北大西洋AMOC強度時間序列