作者:廖洋 王敏 来源:中国科学报 发布时间:2020/7/5 17:59:14
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追踪“暖池” 摸清厄尔尼诺“脾气”
我国科学家完整揭示西太平洋暖池三维温盐结构

项目海上调查作业现场

热带西太平洋暖池是全球海洋最大的暖水区域,可谓全球“气候心脏”。其高海温促进了大气强烈的对流运动,是驱动热带大气环流的主要热源,也是东亚季风和厄尔尼诺现象的策源地。

中国科学院海洋研究所研究员王凡团队完成的“热带西太平洋暖池热盐结构与变异的关键过程和气候效应”项目,不仅在世界范围内提高了对西太平洋暖池的认识,而且阐明了暖池温盐变异引起的气候效应,据此发展出的新型气候变化预报系统,显著提高了对厄尔尼诺事件的预报能力。该项目成果引领着该科研领域对暖池的科学认识从二维阶段提高到了三维阶段,初步奠定了我国在该领域的国际领跑地位。

自上世纪80年代以来,热带西太平洋海洋环流调查研究就成为国际海洋与气候研究热点区域,多个国家组织实施过海上调查。

“以前的认识主要集中在表层海温上,但深层的温度、盐度和海流结构都不清楚。这主要是由于对暖池的直接测量资料极为匮乏,因此对暖池特征和变化机理都缺乏深入认知。”王凡团队成员、中国科学院海洋研究所研究员李元龙说,“我们先后组织了3次大规模调查,在西太平洋暖池投放两套深海测流潜标,实现对暖池核心的全深度观测,获取了温度、盐度和海流的同步连续资料。”

在西太平洋暖池投放的两套深海潜标,后来发展成为由20多套潜标组成的中科院潜标观测网,并实现了数据资料的实时化传输。这个观测网的规模在国际上也属罕见,被《自然》赞誉为“郑和下西洋600年后又一壮举”。

通过投放潜标,分析相应数据,王凡团队历经多年的探索和研究,在暖池内部发现了新的水团并命名为“北太平洋热带次表层水”,并发现了直径小于1000公里的丰富的中小尺度热盐结构,从而清晰完整的刻画出了西太平洋暖池的三维热盐结构,将西太平洋暖池的科学研究从二维阶段推进到了三维阶段,在世界范围内提高了对西太平洋暖池和气候变化的认识。

该项目同时发布了我国第一个全球格点化海洋温盐资料集,被国际同行广泛应用。

7月2日,在山东省科技创新大会上,该项目获得了山东省自然科学奖一等奖。这是山东省内基础科学研究成果的最高级别奖励,是山东省海洋科学界过去10年来首次获得该奖项。

暖池的温度和盐度结构是维持其表层高海温的关键,而其温度和盐度的变异则能导致多种重要气候现象。暖池储存的大量热水,只要有一小部分流动到东太平洋,就会引发厄尔尼诺现象,改变世界各地的天气格局。因此,暖池的热盐结构、变异机理和气候效应具有极高的科学研究价值和现实意义,是现代海洋学和 气候学的研究热点。

王凡团队揭示了暖池温盐变异的主要机理,并发现了暖池温盐变异对厄尔尼诺现象和我国华南降水变化的重要影响,揭示了暖池的盐度变化影响厄尔尼诺事件发展的完整过程,阐释了暖池海温异常增暖造成我国华南秋季严重干旱的机理,为科学预测和应对这些气候灾害提供了新的科学依据。

 

 
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