近日,物理海洋教育部重点实验室在Geophysical Research Letters期刊发表题为“Variability of autumn tropical Pacific yellowfin tuna tied to the spring North Atlantic Tripole”(《秋季热带太平洋黄鳍金枪鱼变异性受春季北大西洋三极子调控》)的最新研究成果。该工作基于气候和渔业观测数据,评估了春季北大西洋三极子(NAT)事件对随后秋季热带太平洋黄鳍金枪鱼(YFT)单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的影响。研究采用李建平团队提出的“水平非均匀基本流场中Rossby波射线追踪方法”和海气耦合桥(COAB)理论,揭示了NAT引发的跨洋盆气候遥相关过程及其物理机制,并进一步探讨了YFT CPUE对海气变率的生物响应与反馈。成果由实验室/海洋与大气学院在读博士生张公俊为第一作者,实验室“筑峰人才工程”第一层次李建平教授为通讯作者的科研团队合作完成。
黄鳍金枪鱼(YFT)是太平洋中数量第二多的金枪鱼种类,主要栖息于热带海洋的混合层,对气候变化具有高度敏感性。大量研究表明,金枪鱼种群动态主要受海洋盆地内部的局地气候变率调控。然而,关于跨洋盆气候遥相关如何调节YFT资源变动的研究目前较为缺乏。本研究发现,秋季热带太平洋YFT资源量与前期春季NAT海表温度异常(SSTA)密切相关,其中,北太平洋SSTA的第二主导模态—维多利亚模态(Victoria Mode, VM)作为中间桥梁,建立了NAT与YFT之间的跨洋盆遥相关联系(图1)。
图1:春季北大西洋三极子遥相关影响秋季热带太平洋黄鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量示意图。
进一步分析表明,春季NAT指数与随后秋季热带太平洋YFT CPUE呈显著正相关(图2a–b)。强正(负)NAT事件分别导致YFT CPUE平均增加8.3%(减少16.9%),且在热带太平洋西部及中东部尤为显著。研究指出,春季NAT引起北大西洋副极地区域降水异常增多,激发向东传的北大西洋-太平洋遥相关波列(North Atlantic–Pacific Teleconnection, NAPT),在200 hPa于北太平洋上空引起位势高度(GHT)异常,并通过海气相互作用形成VM(图2c–e)。春季正VM事件通过海气耦合桥机制(Coupled Oceanic-Atmospheric Bridge, COAB)增强秋季热带太平洋西风,强化太平洋西部上升流并提升初级生产力,从而改善该海域YFT的觅食与繁殖环境。同时,太平洋西部温跃层的上抬使鱼群更趋近表层活动区域,从而也提高了易捕性。此外,异常西风驱动暖水向中东太平洋入侵,进一步改善了该区域YFT的栖息环境。上述过程协同作用,共同驱动了秋季热带太平洋YFT CPUE的显著增长。
图2:(a) 北半球秋季(SON)YFT CPUE与春季(MAM)北大西洋海表温度异常(SSTA)的相关性分布图。(b) SON YFT CPUE与MAM NATI的标准化时间序列。(c) 基于MAM NATI回归的MAM SST、海平面气压(SLP)和风场异常分布图。(d) 同 (c),但为降水异常。(e) 同 (c),但为200 hPa位势高度(GHT)异常。黄点和绿色曲线分别表示Rossby波源区及其传播路径。
该工作揭示了远程气候对渔业资源变动的遥相关物理驱动过程,为基于NAT预测热带太平洋YFT种群动态及其渔业管理优化提供了科学支撑,也为大洋性洄游鱼类与海盆尺度气候变率关系研究提供了新视角。研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划和崂山实验室科技创新项目等联合资助。
文章引用:
ZHANG G. -J. and J. -P. Li*, 2025: Variability of Autumn Tropical Pacific Yellowfin Tuna Tied to the Spring North Atlantic Tripole. Geophysical Research Letters, 52, https://doi.org/10.1029/2024GL114459.