近日，明升官网明升体育app院海洋研究所研究员王凡团队联合明升官网明升体育app院大气物理研究所研究团队在《自然-气候变化》期刊发表最新研究成果，定量揭示了上世纪中叶以来大西洋-太平洋盐度差异（APSC）的加强趋势及其空间结构，阐明了风生海洋环流变异和水团源地迁移对盐度变化的重要作用，并指出当前气候模式对盐度变化模拟的普遍偏差及其成因，对改进气候模式、提高气候预测水平具有参考价值。
1965年以来0-2000米海洋平均盐度变化（单位：psu） 课题组供图
海洋盐度是决定海洋层结和环流结构的关键要素。大西洋的高盐度和太平洋的低盐度之间形成了鲜明对比，很大程度上决定了这两个大洋在水团性质、环流结构、气候状态等方面的巨大差异。在气候变暖背景下，海洋盐度也发生着深刻变化，大西洋与太平洋的盐度差异是加强还是减弱？会产生什么影响？当前气候模式能否正确模拟这些变化？这些问题亟待解答。
该研究通过分析海洋0-2000米的观测数据，揭示了1965年以来大西洋-太平洋盐度差的显著加强趋势，即大西洋盐度总体上升、太平洋盐度普遍下降。而且，这种趋势还呈现出明显的经向结构，在南北半球的副热带均较为突出，其中北纬20-40度之间的APSC加强了5.9%±0.6%，加剧了太平洋的海平面上升、海洋层化、次表层海水缺氧和酸化等趋势。
据了解，此前研究普遍强调降水和蒸发等表面淡水通量的控制作用，并将海洋盐度视为全球淡水循环变化的指示物。该研究通过分离“起伏”模态和“涩变”模态的热力学模态分解和敏感性试验，检验了各种物理过程对盐度长期变化的贡献。
结果显示，除了降水和蒸发之外，风场和海洋增暖也对大尺度盐度变化趋势有重要作用。其中，风场的长期变化导致风生海洋环流变异，海洋表层变暖导致水团的形成源地向高纬度迁移，这些过程显著改变了盐分在海洋中的空间分布，即“盐度再分配”作用，在APSC加强趋势及其经向结构的形成发挥了关键作用。
这些过程在大西洋和太平洋均有发生，但由于两大洋气候态盐度分布的差异，产生了截然不同的作用结果。当前气候模式在盐度变化的模拟中仍存在明显偏差，普遍低估了大西洋盐度的上升趋势，这与模式对气候态盐度分布的模拟偏差有关。大多数CMIP6模式模拟的大西洋表层盐度偏低，中层盐度偏高，严重低估了垂向盐度梯度。据此低估了大西洋盐度的升高趋势。
研究阐明了风生海洋环流变异和海洋增暖导致的水团变异对盐度长期变化的重要作用，深刻揭示了气候变暖背景下海洋次表层动力过程的复杂性。
论文相关信息：
http://doi.org/10.1038/s41558-024-02033-y
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