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| 中國海洋大學在中尺度海氣相互作用研究領域取得新進展 |
| http://www.cdyszf.com 2024年9月27日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學中心/物理海洋教育部重點實驗室吳立新院士領銜的科研團隊在中尺度海氣相互作用研究領域取得重要進展，首次揭示了中尺度海氣熱力耦合對全球變暖的響應機制。成果以“Midlatitude
mesoscale thermal Air-sea interaction enhanced by
greenhouse warming”(《全球變暖下中緯度中尺度熱力耦合增強》)為題，在線發(fā)表于Nature
communication(《自然·通訊》)期刊。研究成果由中國海洋大學“青年英才工程”第一層次教授馬曉慧為第一作者，物理海洋教育部重點實驗室原科研博士后、嶗山實驗室助理研究員張行之為通訊作者，聯(lián)合學校及嶗山實驗室科研人員共同合作完成。
中尺度海氣相互作用對海洋環(huán)流和氣候系統(tǒng)變異有至關(guān)重要的調(diào)控作用。然而，受到當前氣候模式分辨率的限制，中尺度海氣相互作用對全球變暖的響應仍然未知。同時，科學評估全球變暖對中尺度海氣耦合影響的理論框架目前也相對缺乏。
圖1.（a，b）冬季ERA-5再分析資料和CESM-HR模擬的中尺度海溫(SST)-潛熱通量(LHF)耦合強度的變化趨勢。（c）CESM-HR中歷史時期渦旋對應的海溫和潛熱通量異常。（d）歷史（1956-2005）及未來時期（2063-2100）西邊界流海區(qū)冷暖渦旋兩倍半徑內(nèi)的中尺度海溫-潛熱通量耦合強度。（e）未來與歷史情境下的中尺度海溫-潛熱通量耦合強度的差異，紅色代表暖渦，藍色代表冷渦，從左至右依次為黑潮延申體、灣流、厄古拉斯回流及巴西-爾維納斯匯流。
本研究利用中國海洋大學聯(lián)合國內(nèi)外科研機構(gòu)合作研發(fā)的高分辨率地球系統(tǒng)模式（CESM）、歐洲預報中心（ERA-5）再分析資料以及國際耦合模式比較計劃（CMIP6）多模式數(shù)據(jù)，重點探討了中緯度西邊界流區(qū)域冬季中尺度海表溫度（SST）與潛熱通量（LHF）的熱力耦合對氣候變化的響應。研究表明，在全球變暖背景下，主要西邊界流區(qū)域的中尺度SST-LHF耦合普遍增強，表現(xiàn)為冷暖渦之間非線性的加劇，且這一變化在北半球更為顯著（圖1）。為了理解這一現(xiàn)象的動力機制，科研團隊構(gòu)建了一個將中尺度熱力耦合的變化與大尺度因素聯(lián)系起來的理論框架。進一步研究顯示，中尺度熱力耦合的變化由歷史背景風場、SST及其變暖速率共同決定。在這些因素中，大尺度SST及其變暖速率是驅(qū)動中尺度耦合增強以及南北半球間不對稱的主要因素。
上述成果所用研究方法，有效補充了中尺度海氣耦合對全球變暖響應的理論框架，可以更好地評估全球變暖背景下中尺度熱力耦合的未來變化趨勢；同時成果也強調(diào)，在氣候模式中解析中尺度海氣耦合對提升未來天氣和氣候系統(tǒng)預測的可靠性有重要意義。研究得到國家自然科學基金、嶗山實驗室科技創(chuàng)新計劃、山東省自然科學基金、山東省泰山學者基金等項目資助。
通訊員：侯霞
馬曉慧教授（左）與張行之助理研究員
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-52077-z
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