近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）杜岩研究员团队探究了在未来全球变暖的低增温情景下北太平洋副热带环流的变化，研究成果由博士研究生鞠汶姗等人发表在Climate Dynamics上，合作者包括美国SCRIPPS海洋研究所、河海大学和复旦大学的科学家。
      北太平洋副热带环流在全球热盐输运过程中扮演着重要角色，同时也会对太平洋及周边区域的降水、风暴路径、热带气旋强度及生态系统产生影响。最近几十年来，全球平均表面温度（GMST）加速升高，基于国际耦合模式比较计划（CMIP）的结果，前人已对中高排放情景下的环流变化进行过大量研究。但是根据目前致力于减排的策略以及《巴黎协定》提出的低增温目标，北太平洋副热带环流的在此低增温情景下的变化仍缺乏相关理论支持。
该研究指出，引起北太平洋副热带环流变化的主要因素为风应力与海洋垂向层结，并且在不同增温阶段作用各有不同。在GMST增长阶段，中纬度风应力旋度的负异常引起北太平洋上层1000米的环流增强；在GMST稳定阶段，层结变化通过位势涡度守恒关系引起主温跃层的环流变化。此外，研究表明风场变化存在很强的自然变率，会引起多模式及多样本间的环流变化的差异。此研究阐明了关于次表层至中层的环流对全球变暖的响应的机制并分析了环流变化差异的不确定性的来源，有助于对副热带环流变异更全面的理解，首次给出了低增温情景下北太平洋副热带环流的变化。
      该研究由国家自然科学基金和中国科学院项目等共同资助。
文章链接：Ju, W.-S., Long, S.-M., Xie, S.-P., Wang, G., & Du, Y.* (2020). Changes in the North Pacific subtropical gyre under 1.5 °C low warming scenario. Climate Dynamics. doi:10.1007/s00382-020-05436-7

图1：流函数(Sv)与流速(cm/s)变化，左列为GMST上升阶段，右列为GMST下降阶段，三行从上至下分别为表层、主温跃层、中层。所示箭头及点覆盖区域代表通过95%置信度。