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      我科學(xué)家首次從能量學(xué)角度闡釋氣候演變的低緯驅(qū)動

      發(fā)布時間:2022-10-24 09:52:00來源: 光明網(wǎng)-《光明日報(bào)》

        【科技前沿】

        光明日報(bào)上海10月20日電(記者孟歆迪)增加地球氣候系統(tǒng)中關(guān)鍵海區(qū)——熱帶太平洋的上層海洋熱量,很可能會導(dǎo)致亞洲東部季風(fēng)區(qū)更為濕潤。20日,國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表了同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室翦知湣教授團(tuán)隊(duì)的最新科研成果——暖池區(qū)海洋熱含量調(diào)控海洋-陸地之間的水汽傳輸。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn):熱帶海洋變暖對東亞季風(fēng)氣候具有強(qiáng)化作用,首次從能量學(xué)角度闡釋了低緯海洋過程在氣候演變中的驅(qū)動作用,為解答海-陸水熱循環(huán)聯(lián)系提供了最新見解。

        近年來,在全球變暖背景下,海洋熱量持續(xù)增加,被認(rèn)為與東亞區(qū)域登陸臺風(fēng)的破壞力增強(qiáng)緊密相關(guān)。然而,海洋熱量與陸地降雨之間的聯(lián)系方式和機(jī)制,仍然不夠清楚。現(xiàn)代儀器觀測資料的不足,極大限制了人類對極端天氣/氣候?yàn)?zāi)害的預(yù)測和預(yù)防能力,亟須利用地質(zhì)記錄和數(shù)值模擬等多種手段,研究過去的海洋熱含量變化及其對海-陸間能量/水循環(huán)的調(diào)控作用。

        翦知湣團(tuán)隊(duì)首次利用暖池區(qū)10個深海沉積巖芯中的浮游有孔蟲微體化石,重建了過去36萬年以來上層海水(0至200米)熱含量的變化,發(fā)現(xiàn)暖池?zé)岷康闹亟ㄓ涗浥c地球氣候系統(tǒng)數(shù)值模式瞬變模擬的熱含量曲線變化形態(tài)和幅度非常一致。團(tuán)隊(duì)還重建了暖池區(qū)表層海水的剩余氧同位素,其結(jié)果與暖池?zé)岷孔兓恢拢瑑烧咴跉q差周期上均與中國石筍記錄的大氣降雨氧同位素呈同步變化:即暖池?zé)岷吭龃螅瑢?yīng)海水剩余氧同位素變重、而石筍氧同位素變輕。

        翦知湣表示:“這說明在萬年尺度的天文周期上,暖池的熱量變化可以調(diào)控太平洋與亞洲大陸之間的水汽傳輸。當(dāng)暖池?zé)崃吭黾樱瑹釒Ш1碚舭l(fā)增強(qiáng)、水汽匯聚,并以季風(fēng)和臺風(fēng)的形式向相鄰陸地傳輸,導(dǎo)致東亞降雨增加。”這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)也是團(tuán)隊(duì)多年來關(guān)于西太平洋暖池次表層海水古海洋學(xué)研究的升華。

        此研究綜合利用現(xiàn)代觀測、古環(huán)境替代指標(biāo),以及海氣耦合模式和水同位素?cái)?shù)值模式的瞬變模擬,從暖池區(qū)上層海洋熱含量(而非表層海水溫度)的角度探索水汽潛熱傳輸,通過海陸之間的水同位素梯度來衡量全球季風(fēng)水循環(huán)強(qiáng)度,不僅拓展了古海洋與古氣候的能量學(xué)研究新領(lǐng)域,也可為現(xiàn)代和未來氣候變化提供“以古論今”的新思路。

        翦知湣為論文的第一和通訊作者,團(tuán)隊(duì)成員王躍、黨皓文分別為第二、三作者和共同通訊作者。該項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和上海市科委項(xiàng)目的資助。

      (責(zé)編:李雨潼)

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