海洋表层环流图。课题组 供图

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）联合国内外多家单位在全球变暖上层海洋环流变化的机制研究取得新进展。相关研究发表于《科学进展》。彭启华博士为该论文第一作者，Shang-Ping Xie教授和王东晓教授为共同通讯作者，合作者包括黄瑞新教授、陈更新研究员、舒业强研究员、Jia-Rui Shi博士以及Wei Liu副教授。

全球变暖背景下海洋环流会发生显著的变化，从而改变海洋的物质和能量的再分配，并对海洋环境和气候系统起到重要的调节作用。因此全球变暖对大洋环流的影响已成为国际研究的前沿和热点问题。然而全球变暖主要通过什么物理机制来影响大洋环流尚不清楚。

风应力是上层海洋环流的主要驱动力。在全球海洋模式中进行了详尽的数值试验后，本研究发现在全球变暖的背景下，上层海洋环流的变化主要由海表增温驱动，而风应力变化只起到次要的作用。

该研究首次发现了全球变暖导致的海表增温会使得全球超过四分之三海域的上层海洋环流出现一致加速的趋势。具体而言，在副热带环流圈和赤道环流系统中，海水的吸热会增强海洋密度的垂向层结，使得上层环流局限在更浅的层位，进而使得上层环流加速并伴随着下层环流减速的特征。

这种大尺度环流的变化会对海洋物理和生态环境产生显著影响，比如沿着东海大陆坡从台湾流向日本九州的黑潮是横跨北太平洋的副热带环流圈的一部分，全球变暖造成的黑潮表层加速会对东海环流及生态环境产生重大的影响。该研究还揭示了南极绕极流的加速与该海域南北向的不均匀吸热以及相应的地转调整紧密相关，证实了最新的海洋及卫星观测的结果。

相关成果对于研究全球变暖背景下海洋环流变化提供了新思路，并且对于评估未来海洋环流变化的不确定性也有重要的参考意义。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.abj8394