近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員杜巖團(tuán)隊(duì)聯(lián)合斯克利普斯海洋研究所教授Shang-Ping Xie、日本海洋地球科學(xué)技術(shù)機(jī)構(gòu)教授Hideharu Sasaki和Masami Nonaka，研究揭示了太平洋熱帶不穩(wěn)定波的歷史長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然-氣候變化》。
熱帶不穩(wěn)定波（TIWs）是熱帶太平洋最顯著的中尺度動(dòng)力過(guò)程之一，由赤道流系的剪切不穩(wěn)定產(chǎn)生，表現(xiàn)為赤道東太平洋海表流場(chǎng)和海表溫度的月周期、1000km級(jí)擾動(dòng)。TIWs海流擾動(dòng)將赤道區(qū)域上涌的冷海水與赤道外暖海水經(jīng)向攪拌混合，影響赤道區(qū)域營(yíng)養(yǎng)鹽分布和熱量收支平衡，進(jìn)而影響海洋生態(tài)環(huán)境和氣候長(zhǎng)期變化。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，熱帶太平洋經(jīng)歷了類(lèi)似拉尼娜現(xiàn)象的平均狀態(tài)變化，影響太平洋沿岸乃至全球的氣候和天氣變化。然而，由于赤道海流缺乏觀測(cè)，以及衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)難以計(jì)算赤道海流，TIWs等赤道動(dòng)力過(guò)程的長(zhǎng)期演變規(guī)律仍不清楚，這限制了我們對(duì)熱帶太平洋氣候長(zhǎng)期變化的理解與預(yù)估。
為解決衛(wèi)星高度計(jì)診斷赤道海表流場(chǎng)的難題，研究團(tuán)隊(duì)自主提出了衛(wèi)星高度計(jì)診斷非平衡態(tài)海表流場(chǎng)的動(dòng)力方程，考慮了加速度項(xiàng)與壓強(qiáng)梯度力平衡，而不是傳統(tǒng)的地轉(zhuǎn)平衡。利用該方程，首次診斷出TIWs近30年的海表流場(chǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)果與錨定浮標(biāo)觀測(cè)十分接近。基于該數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)TIWs在此期間持續(xù)增強(qiáng)，其海流渦動(dòng)能（EKE）每十年增長(zhǎng)12%。同時(shí)利用其他3套獨(dú)立數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證：衛(wèi)星觀測(cè)海表溫度（1982-2021）、熱帶海洋錨定浮標(biāo)觀測(cè)的海流數(shù)據(jù)（1980s-2020）以及1/10?渦分辨率全球大洋環(huán)流模式數(shù)據(jù)（OFES2，1958-2021），結(jié)論與衛(wèi)星高度計(jì)診斷結(jié)果一致。
大尺度海洋環(huán)流和海溫風(fēng)場(chǎng)的趨勢(shì)分析表明，TIWs增強(qiáng)的動(dòng)力機(jī)制是源于熱帶東太平洋氣候近30年赤道南北不對(duì)稱(chēng)變化。赤道以北增暖更快，伴隨跨赤道南風(fēng)增強(qiáng)、赤道海流加速，使海流剪切加強(qiáng)、TIWs增強(qiáng)。伴隨TIWs增強(qiáng)，研究人員發(fā)現(xiàn)TIWs的經(jīng)向攪拌效應(yīng)加強(qiáng)，使冷舌區(qū)的非線性加熱效應(yīng)每十年增加23%，在海洋長(zhǎng)期熱收支平衡中不可忽視，是近期熱帶東太平洋氣候態(tài)變冷的負(fù)反饋?lái)?xiàng)。說(shuō)明TIWs在響應(yīng)氣候變化的同時(shí)，反饋影響著熱帶太平洋的海溫變化。目前大部分氣候模式由于分辨率較粗（1°×1°）無(wú)法分辨TIWs過(guò)程，因此無(wú)法反映TIWs對(duì)冷舌的非線性加熱效應(yīng)，可能造成一定的模擬偏差，未來(lái)氣候模擬和預(yù)估需要考慮TIWs這一反饋?zhàn)饔谩?span style="display:none">nU9速刷資訊——每天刷點(diǎn)最新資訊，了解這個(gè)世界多一點(diǎn)SUSHUAPOS.COM
該研究揭示了太平洋TIWs對(duì)歷史氣候變化的顯著響應(yīng)，表明TIWs深度參與并反饋影響氣候變化，這一結(jié)果為研究海洋多尺度動(dòng)力過(guò)程響應(yīng)和影響氣候變化提供參考。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41558-023-01915-x
本文鏈接：研究揭示太平洋熱帶不穩(wěn)定波的歷史長(zhǎng)期變化趨勢(shì)http://m.sq15.cn/show-11-2728-0.html
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