北太平洋副熱帶環流在1.5℃低增溫情景變化研究取得新進展

2020-12-01 嶺南科苑

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）研究員杜巖團隊，聯合美國SCRIPPS海洋研究所、河海大學和復旦大學，探究了在未來全球變暖的低增溫情景下北太平洋副熱帶環流的變化。研究成果10月20日由博士研究生鞠汶姍等人發表在Climate Dynamics上。

北太平洋副熱帶環流在全球熱鹽輸運過程中扮演著重要角色，同時也會對太平洋及周邊區域的降水、風暴路徑、熱帶氣旋強度及生態系統產生影響。最近幾十年來，全球平均表面溫度（GMST）加速升高，基於國際耦合模式比較計劃（CMIP）的結果，前人已對中高排放情景下的環流變化進行過大量研究。但是根據目前致力於減排的策略以及《巴黎協定》提出的低增溫目標，北太平洋副熱帶環流的在此低增溫情景下的變化仍缺乏相關理論支持。

該研究指出，引起北太平洋副熱帶環流變化的主要因素為風應力與海洋垂向層結，並且在不同增溫階段作用各有不同。在GMST增長階段，中緯度風應力旋度的負異常引起北太平洋上層1000米的環流增強；在GMST穩定階段，層結變化通過位勢渦度守恆關係引起主溫躍層的環流變化。此外，研究表明風場變化存在很強的自然變率，會引起多模式及多樣本間的環流變化的差異。此研究闡明了關於次表層至中層的環流對全球變暖的響應的機制並分析了環流變化差異的不確定性的來源，有助於對副熱帶環流變異更全面的理解，首次給出了低增溫情景下北太平洋副熱帶環流的變化。

該研究由國家自然科學基金和中國科學院項目等共同資助。

圖1：流函數(Sv)與流速(cm/s)變化，左列為GMST上升階段，右列為GMST下降階段，三行從上至下分別為表層、主溫躍層、中層。所示箭頭及點覆蓋區域代表通過95%置信度

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