学校在副热带西边界流研究领域取得重要进展

本站讯 近日，由中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室吴立新院士领衔的科研团队在副热带西边界流研究领域取得重要进展，发现副热带西边界流在全球变暖背景下呈现向岸增强，并给出其动力机制的解释。Nature Climate Change（《自然·气候变化》）期刊以“Onshore intensification of subtropical western boundary currents in a warming climate”（全球变暖下副热带西边界流向岸增强）为题，对上述成果进行在线报道。副热带西边界流是全球大洋最强的海流之一，对海洋物质与能量输送以及近岸动力-生态环境有着重要作用，准确评估副热带西边界流的变化对于全球气候预测与近海环境评估至关重要。经典的风生环流理论认为，西边界流强度取决于海盆尺度风场的变化。因此，随着全球变暖，副热带风场变弱，西边界流会呈现减弱趋势，但该理论无法揭示西边界流空间结构上的变化特征。研究团队通过分析高分辨率海气耦合模式数据，发现随着全球变暖，副热带西边界流在向岸一侧的强度会显著增强，向岸加速强度为每十年0.10±0.08至0.51±0.24 cm/s。进一步研究发现，副热带西边界流的向岸增强与海洋层结的变化存在显著关联。通过建立以大洋内区风场和海洋层结为核心的西边界流垂向尺度动力学模型，科研团队揭示了西边界流的垂直尺度与海洋层结的动力关联，推断随着海洋层结的增强，副热带西边界流的垂直尺度将逐渐减小，并呈现向上抬升的趋势，从而导致其向岸一侧的增强。图1 a，基于七个高分辨率气候模型1950至2050年全球海洋表层洋流的平均动能。b-f，五个副热带西边界流的表层速度线性趋势（cm/s每十年）。g，五个副热带西边界流在不同模型中向岸（颜色填充）和离岸（线填充）两侧1°内的速度趋势平均值。黑色圆圈（星形）表示西边界流向岸（离岸）侧的多模型集合均值。研究指出，副热带西边界流的向岸增强将会加速边缘海与陆架海区的增暖，进而引发更强高频的海洋热浪，降低毗邻海区二氧化碳的吸收能力，并可能引发陆架区海底甲烷水合物的不稳定。因此，未来需要在西边界流区建立更加完善的观测系统，以实现对西边界流向岸移动及相关影响的长期持续监测。成果共同第一作者杨海源（中）、郭海宏（左）与通讯作者陈朝晖（右）上述研究首次系统揭示了全球变暖背景下副热带西边界流向岸移动的变化特征及控制机制，对于深入认识大洋西边界流系统对气候变化的响应具有重要意义。成果由学校“青年英才工程”第一层次教授杨海源、“青年英才工程”第三层次副教授郭海宏为共同第一作者，“筑峰人才工程”第二层次教授陈朝晖为通讯作者等合作完成。研究工作得到国家自然科学基金杰出青年基金、优秀青年基金等联合资助。通讯员：侯霞文章链接：https://doi.org/10.1038/s41558-025-02258-5

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