中国海洋大学在海洋中尺度涡旋与气候变化研究领域取得重要进展

近日，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室吴立新院士领衔的科研团队在气候变化领域取得重要进展，首次揭示了海洋中尺度涡对全球变暖的响应机制。成果以“A more quiescent deep ocean under global warming”(全球变暖导致更加平静的深海大洋)为题，在线发表于Nature Climate Change (《自然·气候变化》)期刊。

海洋环流是海洋系统的关键组成部分，通过传输热量、水汽和碳等，对全球和区域气候系统产生重要的调控作用。阐明全球变暖背景下海洋环流的演化特征和调控机理，对准确理解和预测气候变化具有重要意义。传统理论认为，全球变暖下，海洋上层层结加强会导致海洋上层大尺度平均流强化。受限于气候模式分辨率较低，已有理论忽略了海洋中尺度涡旋对全球变暖的响应，这导致对气候变暖背景下海洋动能变化的预估存在较大偏差。

本研究利用中国海洋大学与国内外科研机构合作研发的高分辨率地球系统模式，分析了全球海洋动能对气候变化的响应。研究表明，尽管未来全球海洋上层大尺度平均流呈现明显的加速趋势，但全球积分的海洋总动能不断减少（图1），这种减少主要是由深层海洋中尺度涡旋减弱所导致。进一步的研究表明：在全球变暖背景下，海洋层结的增强导致海洋有效势能减少，从而抑制了海洋有效势能向海洋中尺度涡旋动能的转化过程，这就导致海洋深层中尺度涡旋活动减弱。

图1. 全球海洋总动能（上图）和中尺度涡动能（下图）的未来变化趋势。

上述研究工作首次系统揭示了全球变暖对中尺度涡旋的影响，并给出了明确的动力学解释，对于深入认识海洋环流系统对气候变化的响应和反馈作用具有重要意义。研究成果由学校毕业生、崂山实验室王胜鹏副研究员为第一作者，中国海洋大学荆钊教授为通讯作者，联合中国海洋大学和崂山实验室科研团队合作完成。

2024-NCC-A more quiescent deep ocean under global warming.pdf