亞南極模態水對全球變暖的快慢響應獲揭示
中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室研究員杜巖團隊聯合美國SCRIPPS海洋研究所教授謝尚平和中國海洋大學的科學家，研究揭示了亞南極模態水對全球變暖的快慢響應。相關研究近日由博士研究生夏星月作為第一作者發表于《氣候動力學》。
亞南極模態水（SAMW）是形成于南大洋亞南極鋒面和副熱帶鋒面之間冬季強烈混合的具有垂向上均一性質的水團，其潛沉和輸運是南大洋經向翻轉環流上支的重要部分，對海洋熱量、CO2以及營養物質的收支和再分配有著重要的調控作用，是海洋研究中重要的一環。全球變暖背景下，SAMW的變化可能改變南大洋對CO2以及熱量的吸收和儲存，進而影響全球氣候。
該研究分析了第五次國際耦合模式比較計劃（CMIP5）中歷史試驗historical和未來情景RCP4.5從1901至2300年亞南極模態水的變化，發現在長時間尺度上，對應輻射強迫快速增長和達到穩定兩個階段，SAMW具有快慢變化兩個過程。在輻射強迫快速增長階段，SAMW的體積和厚度快速減小，而在輻射強迫達到穩定階段，SAMW緩慢恢復。
研究表明，SAMW的變化主要依賴于海表浮力通量的演變，而西風帶因向極移動影響很小。在快反應階段，海表熱通量是浮力通量快速增長的主導因素，導致了SAMW的減少。在慢反應階段，輻射強迫對海表的增溫作用趨于穩定，而海洋次表層增溫強于表層，海洋上層層結減弱，因此SAMW緩慢恢復。
該研究首次給出了SAMW對全球變暖的快慢響應，且提出在未來西風增強的背景下，SAMW的體積并不增加。該研究結果有助于進一步理解浮力通量和風應力在全球變暖的不同階段對水團生成的影響。
相關論文信息： https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00382-021-05635-w
圖1. (a) SAMW的體積，SAMW形成區域(40°-120°E，30°-40°S) (b)浮力通量隨時間的變化。紅粗線代表輻射強迫，黑線MMM代表模式平均的結果。以及在SAMW形成區域，溫度異常剖面隨時間的變化，參考時間段(c)2000-2010, (d)2100-2110
