天津
近日，由中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室/深海圈层与地球系统前沿科学中心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，研究成果以“Intensified Atlantic multidecadal variability in a warming climate”（大西洋多年代际变率在全球变暖下的增强）为题发表于Nature Climate Change（《自然-气候变化》）期刊。研究揭示了全球变暖下大西洋多年代际变率振幅增强、周期增长的时空变化特征，并指出海洋混合层变薄及海洋平流输运时间累积的关键作用。该成果由中国海洋大学“青年英才工程”第三层次副教授李姝珺为第一作者兼通讯作者，海洋与大气学院/未来海洋学院在读博士研究生王伊婷、甘波澜教授以及来自崂山实验室等单位的专家学者共同合作完成。
大西洋多年代际变率（AMV）是指北大西洋海表面温度（SST）呈现出的具有海盆范围、多年代际尺度的冷暖异常交替现象，是全球气候年代际变化的典型模态之一，对其毗邻区域乃至全球范围的气候及渔业资源均产生重要影响。目前，全球变暖如何影响AMV强度及机制尚不清晰，严重限制着我们对其相关气候效应的理解及年代际尺度的气候预测。大西洋经向翻转环流（AMOC）作为海洋热盐环流的重要组成部分，可实现跨海盆的经向热量输送，对于维持AMV具有重要作用。传统观点认为，全球变暖下AMOC的减缓可能导致AMV变率也会减小，却忽略了该过程中同样发生改变的混合层深度及海洋平流传输时间的累积作用。
本研究基于CMIP5/6海气耦合多情景、多模式资料，揭示了全球变暖下AMV振幅增强，周期增长的时空变化特征（图1a，b）。一方面，该现象是由于全球变暖下，海冰融化带来的淡水通量增加及表面热通量的增加，抑制了北大西洋亚极地区域的海洋深对流过程，从而导致海洋混合层急剧变薄。当混合层深度较浅时，海洋热容量减小，使得SST对于热通量的扰动作用更加敏感，从而有利于AMV振幅的增加（图1c）。另一方面，海洋深对流过程的减弱同时也会减缓大西洋经向翻转环流及其相关的北向热输送，为SST异常的发展提供了更长的累积时间，从而促进AMV振幅的增加（图1d）。
上述研究启示我们，未来全球多年代际尺度的气候波动及相关的极端气候事件可能会更加剧烈，这为年代际尺度的气候预测提供了重要的理论依据。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、崂山实验室科技创新项目、山东省泰山学者基金及学校青年英才工程等项目的大力支持。
图1. 全球变暖下AMV变率的增强响应及机制。（a）AMV在变暖前PiControl情景下的空间形态。（b）AMV在变暖后SSP585情景下的空间形态。（c）全球变暖下海洋混合层平均态变化和AMV标准差变化的模式间关系；负相关表明全球变暖下海洋混合层变得越薄，AMV振幅增加越多。（d）全球变暖下海洋热输运强度变化和AMV标准差变化的模式间关系；正相关表明全球变暖下海洋热输运越强，AMV振幅增加越多。
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s41558-025-02252-x
信息来源：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 作者：侯霞。
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