近日，中科院海洋所王凡團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院大氣所在印度洋熱量存儲(chǔ)格局研究中取得新進(jìn)展，最新研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)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(duì)周邊區(qū)域的氣候、生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。然而，以往研究多關(guān)注印度洋熱含量在年代際和多年代際尺度的變化，對(duì)增加的熱量以何種方式存儲(chǔ)在印度洋、具體存儲(chǔ)在哪些區(qū)域這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題尚不清晰。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)多源觀(guān)測(cè)資料分析發(fā)現(xiàn)，在1958-2014年期間，印度洋上層700米熱含量趨勢(shì)（ 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(jìn)一步的海洋模式實(shí)驗(yàn)表明，印度洋海表面風(fēng)場(chǎng)的長(zhǎng)期變化，通過(guò)引起SIO上層水體的輻合和TIO上層水體的輻散主導(dǎo) OHC格局，其中SIO上空的風(fēng)場(chǎng)長(zhǎng)期變化至關(guān)重要（圖2）。海表風(fēng)場(chǎng)的變化主要包括南半球西風(fēng)的增強(qiáng)和SIO上空副熱帶反氣旋的加強(qiáng)。盡管存在系統(tǒng)偏差，CMIP6多模式集合平均的 OHC和海表風(fēng)變化格局與觀(guān)測(cè)結(jié)果基本一致，表明人類(lèi)活動(dòng)的影響主導(dǎo)著該熱存儲(chǔ)的空間格局。這一熱存儲(chǔ)格局在未來(lái)預(yù)計(jì)會(huì)持續(xù)，可能顯著調(diào)節(jié)印太海區(qū)的未來(lái)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(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)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(guān)測(cè)集合平均在1958-2014年期間0-700米的海洋熱含量變化。黑線(xiàn)顯示了印度洋海區(qū)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(fēng)強(qiáng)迫的 (a) IND實(shí)驗(yàn), (b) SIO實(shí)驗(yàn)和 (c) TIO實(shí)驗(yàn)。(d) 不同實(shí)驗(yàn)中TIO和SIO區(qū)域平均的 ULT。(e-h) 與 (a-d) 類(lèi)似，但為ORA-S4風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫的結(jié)果
