近日，由物理海洋教育部重点实验室陈朝晖教授领衔的科研团队在西边界流与气候变化研究领域取得系列新进展。团队利用一系列海洋数值实验和理论研究，揭示了南半球最强西边界流阿古拉斯海流的低频变异机理及其对全球变暖的响应。国际知名学术期刊Geophysical Research Letters和Journal of Physical Oceanography分别于2月22日和3月15日对研究成果进行了报道。上述成果由实验室在读博士研究生张瑞泽为第一作者，陈朝晖教授为通讯作者的科研团队合作完成。

　　阿古拉斯海流是南半球最强的西边界流，不仅对西南印度洋的气候、生态环境有显著的影响，还通过阿古拉斯泄露过程影响北大西洋经向翻转环流，对全球气候有重要的调制作用。然而，由于长期观测资料的缺乏，国际上对阿古拉斯海流的低频变异特征、机理及其对于全球气候变化的响应尚缺乏清晰的认识。

　　研究团队首先利用一系列高分辨率数值模式和理论研究，全面分析了阿古拉斯海流的低频（年代际、多年代际）变化特征，揭示出阿古拉斯海流存在两个主导的低频模态，其强度的低频变化主要由南印度洋海盆尺度风场变化决定，其空间结构则受到海洋系统内在的涡旋活动低频变化所调制，表现为流幅宽窄显著的年代际震荡。此外，气候模式一致预测出阿古拉斯海流在未来全球变暖下将会快速减弱，传统观点中阿古拉斯海流的流量主要由印度洋风场和印尼贯穿流决定，然而上述因素无法解释阿古拉斯海流在未来的快速减弱。研究团队通过一系列海洋数值实验，发现阿古拉斯海流也会受到北大西洋经向翻转流的远程调制。在未来气候变暖下，北大西洋经向翻转流的减弱将通过海洋波动过程影响阿古拉斯海流的温盐结构，从而造成阿古拉斯海流发生显著的减弱。

　　上述系列研究全面揭示了阿古拉斯海流的低频变化特征及其动力机制，改变了阿古拉斯海流对全球变暖的响应控制机理的传统认识，为预测西边界流系统的多时间尺度变化、评估气候变化对西边界的影响等方面提供了重要的科学支撑。

图1：高分辨率气候模式中阿古拉斯海流低频变化模态及其时间序列

图2：阿古拉斯海流在全球变暖下的减弱机制示意图

引用：

ZHANG R. -Z., S. -T. Sun, Z. -H. Chen*, H. -Y. Yang, and L. -X. Wu, 2023: On the Decadal and Multi-decadal Variability of the Agulhas Current. Journal of Physical Oceanography, 53(4), 1011-1024, https://doi.org/10.1175/JPO-D-22-0123.1.

ZHANG R. -Z., S. -T. Sun *, Z. -H. Chen *, H. -Y. Yang, and L. -X. Wu, 2023: Rapid 21st Century Weakening of the Agulhas Current in a Warming Climate. Geophysical Research Letters, 50, e2022GL102070. https://doi.org/10.1029/2022GL102070.