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海表鹽度的內部變率特征及其對長期趨勢評估的影響獲揭示

2021-03-31 南海海洋研究所
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  近期,中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點試驗室(LTO)研究員杜巖團隊研究了全球海表鹽度的內部變率特征及其對長期趨勢評估的影響,修正了聯合國政府間氣候變化委員會(INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE,簡稱IPCC)關于全球水循環增強的結果。

  在全球變暖背景下,盡管全球海表溫度(SST)持續增加,但水循環/海表鹽度(SSS)在空間和時間上均表現出多樣的變化特征。海表鹽度作為“海洋雨量計”,能夠表征海洋的水循環,是影響海洋密度、熱力和動力結構特征的重要因子。進一步理解全球水循環/海表鹽度的變化將為氣候預報預測提供幫助。

  該研究中,研究人員利用POGA試驗和HIST試驗探索了SSS的內部變率特征及其對長期趨勢評估的影響。POGA試驗通過同化熱帶東太平洋SST的變化,成功模擬出觀測中的SSS內部變率及其長期變化趨勢的時空特征。POGA試驗中SSS長期變化趨勢表明,氣候態下鹽度大的海域其鹽度將變得更大(如北大西洋),而鹽度小的海域鹽度將更小,這和已有研究結果一致(圖1)。

  然而,POGA與HIST試驗的SSS長期變化趨勢存在顯著區域差異,尤其是在熱帶西太平洋和東南印度洋(圖2)。研究表明,SSS的長期變化趨勢受到與太平洋年代際振蕩(IPO)相關的內部變率的調節作用。近20年來,熱帶西太平洋海溫的降低和Walker環流的變化導致熱帶西太平洋SSS升高、東南印度洋SSS降低。這種年代際變率導致在區域尺度上估算由于輻射強迫導致的鹽度變化趨勢存在較大不確定性。

  該研究表明,SSS內部變率對熱帶區域長期趨勢的貢獻可高達40%,因此,海表鹽度長期趨勢的評估需要重新考慮內部變率的影響,相關結論修正了IPCC關于20世紀50年代以來全球水循環增強的結果,有助于提高預測鹽度/水循環未來變化的準確性。

  相關研究成果以Sea Surface Salinity Change since 1950: Internal Variability Versus Anthropogenic Forcing為題,發表在Journal of Climate上。南海海洋所博士研究生孫啟偉為論文第一作者,合作者包括美國Scripps海洋研究所教授謝尚平和日本東京大學教授Yu Kosaka。研究工作得到國家自然科學基金重大項目和中科院戰略性先導科技專項等的支持。

  論文鏈接 

  圖1.6組不同數據集海表鹽度長期變化趨勢空間分布圖。(a)POGA(1950-2008),(b)Durack and Wijffels(2010; 1950-2008),(c)HIST(1950-2008),(d)EN4(1950-2008),(e)Ishii(1950-2008),(e)ORAS4 (1960-2008),單位:PSU/10

  圖2.熱帶西太平洋、東南印度洋及北大西洋海域POGAHISTEN4海表鹽度異常變化時間序列。(a)熱帶西太平洋[150°E-160°E, 2°S-2°N],(b)東南印度洋[100°E-110°E, 20°S-15°S],(c)北大西洋[35°W-45°W, 25°N-35°N]。(a)-(c)POGA(灰點,紅線)與EN4(藍點,黑線)結果;(d)-(f)為POGA(灰點,紅線)與HIST(藍點,黑線)結果;(g)方框為熱帶西太平洋,東南印度洋及北大西洋所在位置

打印 責任編輯:張芳丹

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