近日,中科院海洋所王凡團隊聯合中科院大氣所在印度洋熱量存儲格局研究中取得新進展,最新研究成果發表在國際學術期刊Journal of Climate雜志上。
在氣候變化的背景下,海洋吸收了全球變暖93%的熱量,致使海洋熱含量迅速上升。印度洋的海洋熱含量顯著增加,對周邊區域的氣候、生態環境和人類活動都產生了深遠影響。然而,以往研究多關注印度洋熱含量在年代際和多年代際尺度的變化,對增加的熱量以何種方式存儲在印度洋、具體存儲在哪些區域這一關鍵科學問題尚不清晰。
研究團隊通過多源觀測資料分析發現,在1958-2014年期間,印度洋上層700米熱含量趨勢( OHC)存在明顯的“南快北慢”格局:在副熱帶南印度洋(SIO)快速變暖,在熱帶印度洋(TIO)緩慢變暖甚至局部變冷(圖1)。進一步的海洋模式實驗表明,印度洋海表面風場的長期變化,通過引起SIO上層水體的輻合和TIO上層水體的輻散主導 OHC格局,其中SIO上空的風場長期變化至關重要(圖2)。海表風場的變化主要包括南半球西風的增強和SIO上空副熱帶反氣旋的加強。盡管存在系統偏差,CMIP6多模式集合平均的 OHC和海表風變化格局與觀測結果基本一致,表明人類活動的影響主導著該熱存儲的空間格局。這一熱存儲格局在未來預計會持續,可能顯著調節印太海區的未來氣候變化。
該論文第一作者為中科院海洋所的段靜副研究員,通訊作者為李元龍研究員,合作者包括王凡研究員、中科院大氣所的成里京研究員和林鵬飛研究員。研究得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金等項目支持。
論文信息:
Duan J., Li Y.*, Cheng L., Lin P., and Wang F. (2023) Heat Storage in the Upper Indian Ocean: the Role of Wind-Driven Redistribution. J. Climate, 36:2221–2242. https://doi.org/10.1175/jcli-d-22-0534.1
圖1. (a) 觀測集合平均在1958-2014年期間0-700米的海洋熱含量變化。黑線顯示了印度洋海區范圍。(b) 熱帶印度洋 (TIO; 40 -100 E, 15 S-26 N)、南印度洋 (SIO; 30 -115 E, 45 -22 S) 的0-700米平均溫度演化和二者之差,灰條代表全球平均值
圖2. 1958-2014年的上層厚度異常變化( ULT),基于JRA55風強迫的 (a) IND實驗, (b) SIO實驗和 (c) TIO實驗。(d) 不同實驗中TIO和SIO區域平均的 ULT。(e-h) 與 (a-d) 類似,但為ORA-S4風場強迫的結果