“南大洋通風通道”—亞南極模態水在CMIP6中的表現及長期趨勢獲揭示
亞南極模態水是形成于南大洋亞南極鋒面和副熱帶鋒面之間，是冬季強烈混合的具有垂向上均一性質的水團，它沿等密度線向北潛沉輸送至副熱帶渦流甚至更北，參與了南太平洋、南印度洋溫躍層的通風過程，對海洋熱量、CO2以及營養物質收支和再分配有著重要的調控作用，是海洋動力學研究中的重要內容。
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（LTO）杜巖團隊通過對比第六次國際耦合模式比較計劃（the Phase 6 of the Coupled Models Intercomparison Project，CMIP6）多模式歷史模擬結果與Argo觀測結果，評估了模式對亞南極模態水的模擬能力，并分析了該水團在氣候變暖背景下的長期變化趨勢，研究相關成果由洪宇博士等人發表在Journal of Climate上。
基于CMIP6多模式歷史模擬結果與Argo觀測結果的對比，研究發現模式中亞南極模態水普遍存在體積偏小、位置較淺、密度較小和溫度較高的偏差，這些偏差在太平洋扇區尤其明顯（圖1）。但普遍而言，CMIP6模式相比CMIP5在亞南極模態水的模擬上有一定的提升。在印度洋區域，亞南極模態水的性質偏差主要來源于冬季混合層的性質偏差；在太平洋區域，其性質偏差同時與冬季深混合層位置模擬偏北相關。進一步，冬季深混合層的模擬偏差來源于對冬季海洋失熱過程以及層結模擬的偏差。在氣候變暖背景下，印度洋區域的亞南極模態水密度變小、體積縮減（圖2）。這其中，海洋失熱的減少相對由風引起的Ekman泵壓起了更為重要的作用。在氣候變暖背景下，印度洋區域冬季深混合層北部變淺，導致亞南極模態水的潛沉位置有所南移。該研究結論加深了對南大洋亞南極模態水長期變化的進一步理解，對熱力動力過程在其中起的作用有進一步的認知，同時也為氣候模式評估和未來氣候變化預估提供的新的視角。
該研究由國家自然科學基金和國家重點基礎研究發展計劃等共同資助完成。
相關論文信息：Hong, Y., Du, Y., Xia, X., Xu, L., Zhang, Y., & Xie, S. (2021). Subantarctic Mode Water and its long-term change in CMIP6 models, Journal of Climate, 34(23), 9385-9400. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0133.1
圖1 CMIP6模式亞南極模態水位置以及密度與Argo等觀測的對比（綠色：亞南極模態水，橙色：等密度線）
圖2. CMIP6未來情景下，南印度洋亞南極模態水密度和體積變小
