Duan, J., Chen, Z. *, & Wu, L. (2017). Projected changes of the low-latitude north-western Pacific wind-driven circulation under global warming. Geophysical Research Letters, 44(10), 4976–4984.
››› 低纬度西北太平洋环流对全球变暖的响应
基于25个CMIP5模式和1.5层非线性约化重力模型，本工作评估了低纬度西北太平洋风生环流（主要包含北赤道流-源地黑潮-棉兰老流系统及北赤道流分叉点）对全球变暖的响应。CMIP5多模式集合平均结果显示，北赤道流-源地黑潮-棉兰老流系统（NKM系统）对全球变暖有流量减弱的响应（分别为减小7.7%（3.0Sv）、7.4%（1.3Sv）和10%（2.0Sv）），这主要是由全球变暖背景下北太平洋东北信风减弱导致的；北赤道流分叉点（NBL）与海盆平均风应力旋度零线（WCL）分别向极地移动约0.34°和0.35°，二者之间存在0.88的线性相关关系，这说明长时间尺度上NBL与WCL服从大尺度Sverdrup关系的控制。进一步，对低纬度西北太平洋环流季节时间尺度上的变暖响应进行了评估，结果显示NKM系统季节变化基本不变，而NBL存在振幅（Ab）显著减小（0.3°，30%）的变化特征。从平均态角度出发，我们知道WCL对NBL有显著影响，因此评估WCL的季节变化，发现WCL的季节振幅（Aw）也有显著的减弱响应（1.0°，10%），说明了季节时间尺度上WCL对NBL的调控作用仍然显著。然而Aw和Ab的变暖响应幅度并不完全一致，Ab的幅度相对较小，这可能与全球变暖背景下海洋层结增加的变化有关。因此，利用1.5层非线性约化重力模式对风场和海洋层结的作用进行了评估，结果显示在季节变化尺度上海盆风应力与海洋层结对增大Ab的贡献是等效的。
图（a）低纬度西北太平洋环流系示意图。其中NEC：北赤道流（North Equatorial Current）；KC：源地黑潮（Kuroshio Current）；MC：棉兰老流（Mindanao Current）；NGCUC：新几内亚潜流（New Guinea Coastal Undercurrent）；NECC：北赤道逆流（North Equatorial Countercurrent）； ITF：印尼贯穿流（Indonesian Throughflow）。黑框所显示的区域是工作所定义的NMK系统的断面位置。（b）当前气候情景（1951-2000年）的多模式气候态平均SST（填色）、风应力（箭头）以及风应力旋度（等值线，单位：10-8 Nm-3）。（c）多模式气候态平均SST（填色）、风应力（箭头）以及风应力旋度（等值线，单位：10-8 Nm-3）对全球变暖的响应（2051-2100年平均与1951-2000年平均的差）。
图 多模式风场驱动下1.5层约化重力模型的结果。（a）R1实验组模拟的NBL（°N）平均位置与季节振幅Ab（°）。（b）R2实验组与R1实验组的差。（c）R3实验组与R1实验组的差。图下方对各个模式进行了标注。根据二项式检验，当有17、18、20和22个（总共25个）模式呈现一直变化规律时分别代表通过90%、94%、98%和99%的置信检验。图示中黑线和红线分别代表多模式的平均值和中值，蓝色阴影表示模式间的标准差。
