LTO研究团队揭示海表盐度的内部变率特征及其对长期趋势评估的影响----热带海洋环境国家重点实验室

LTO研究团队揭示海表盐度的内部变率特征及其对长期趋势评估的影响

发布时间：2021-03-29 | 【大中小】

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近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点试验室（LTO）杜岩研究员团队研究了全球海表盐度的内部变率特征及其对长期趋势评估的影响，修正了IPCC关于全球水循环增强的结果，相关成果由博士研究生孙启伟作为第一作者发表在国际专业学术刊物Journal of Climate上，合作者包括美国Scripps海洋研究所的谢尚平教授和日本东京大学的Yu Kosaka教授。

在全球变暖的背景下，尽管全球海表温度（SST）持续增加，但水循环/海表盐度（SSS）在空间和时间上均表现出多样的变化特征。海表盐度作为“海洋雨量计”，能够表征海洋的水循环，是影响海洋密度、热力和动力结构特征的重要因子。进一步理解全球水循环/海表盐度的变化将为气候预报预测提供帮助。

本工作利用POGA试验和HIST试验研究了SSS的内部变率特征及其对长期趋势评估的影响。POGA试验通过同化热带东太平洋SST的变化，成功模拟出观测中的SSS内部变率及其长期变化趋势的时空特征。POGA试验中SSS长期变化趋势表明，气候态下盐度大的海域其盐度将变得更大（如北大西洋），而盐度小的海域盐度将更加小，与前人研究结果一致（图1）。

图1. 6组不同数据集海表盐度长期变化趋势空间分布图. (a) POGA (1950-2008), (b) Durack and Wijffels (2010; 1950-2008), (c) HIST (1950-2008), (d) EN4 (1950-2008), (e) Ishii (1950-2008), (f) ORAS4 (1960-2008)，单位：PSU/10年

然而，POGA与HIST试验的SSS长期变化趋势存在显著的区域差异，尤其是在热带西太平洋和东南印度洋（图2）。研究表明，SSS的长期变化趋势受到与太平洋年代际振荡（IPO）相关的内部变率的调节作用。近20年来，热带西太平洋海温的降低和Walker环流的变化导致热带西太平洋SSS升高，东南印度洋SSS降低。这种年代际变率导致在区域尺度上估算由于辐射强迫导致的盐度变化趋势存在很大的不确定性。

图2. 热带西太平洋，东南印度洋，以及北大西洋海域POGA，HIST和EN4海表盐度异常变化时间序列。(a) 热带西太平洋[150°E-160°E, 2°S-2°N], (b) 东南印度洋[100°E-110°E, 20°S-15°S], (c) 北大西洋[35°W -45°W, 25°N-35°N]. (a)-(c) 为POGA（灰点，红线）与EN4（蓝点，黑线）结果，(d)-(f)为POGA（灰点，红线）与HIST（蓝点，黑线）结果, (g) 方框为热带西太平洋，东南印度洋以及北大西洋所在位置

本研究的结果表示，SSS内部变率对热带区域长期趋势的贡献可高达40%，因此海表盐度长期趋势的评估需要重新考虑内部变率的影响，此结论修正了IPCC关于上世纪50年代以来全球水循环增强的结果，有助于提高预测盐度/水循环未来变化的准确性。

该研究由国家自然科学基金重大项目和中国科学院战略性先导科技专项等共同资助完成。

文章链接：

Sun, Qiwei, Yan Du*, Shang-Ping Xie, Yuhong Zhang, Minyang Wang, Yu Kosaka, 2021, Sea Surface Salinity Change since 1950: Internal Variability Versus Anthropogenic Forcing. Journal of Climate. 34(4), 1305-1319. DOI:10.1175/JCLI-D-20-0331.1.

https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/34/4/JCLI-D-20-0331.1.xml

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