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科技動態

海洋所揭示西南太平洋海平面年代際和長期變異規律及機制

撰稿: 海洋研究所 發布時間:2022-06-16

   近日,中科院海洋所胡敦欣院士團隊在西南太平洋海平面年代際和長期變異規律研究方面取得新進展,相關成果“Decadal and Long-term Variability of Sea Level in the Southwestern Pacific during 1948-2018”發表在國際學術期刊Geophysical Research Letters上。 

  20世紀以來,全球平均海平面以每年約0.15cm的速率快速上升,預計這一現象在未來幾十年將持續進行。該上升信號并非全球一致,而是存在明顯的空間結構。在衛星測高期間(1993年至今),西太平洋海平面的上升速率最高(圖a),幾乎是同期全球平均水平的三倍。去除全球平均海平面上升的影響后,太平洋海平面上升的信號主要集中在熱帶西太平洋和西南太平洋兩個海區(圖b)。 

  對于熱帶西太平洋,已有研究表明海平面上升趨勢受太平洋年代際振蕩(IPO)的調制,上世紀90年代以后IPO的相位轉換伴隨的赤道信風加強導致了海平面的加速上升。相比之下,西南太平洋海平面的低頻變異及其與氣候模態的關系尚未明確,特別是由于缺乏長期觀測資料,難以區分IPO和南半球環狀模(SAM)兩種典型的氣候模態對西南太平洋海平面低頻變異的相對貢獻。 

  胡敦欣院士團隊基于長達70年的驗潮站觀測數據和IAP格點化數據對該問題進行了研究,發現即使去除全球平均海平面上升的影響,西南太平洋海平面仍存在年代際和長期上升趨勢兩種時間尺度的低頻信號,進而通過約化重力模式揭示了其變異機制,并量化評估了IPO和SAM的相對貢獻(圖c-d)。結果表明,與氣候模態相關的風應力旋度異常通過局地Ekman抽吸和Rossby波西傳過程共同調控西南太平洋海平面的低頻變異:在長期時間尺度上,SAM幾乎可以解釋全部的海平面上升趨勢,且主要由局地Ekman抽吸控制;在年代際時間尺度上,IPO可以解釋58%的海平面變化,由局地Ekman抽吸和西傳Rossby波共同調控。該成果對深入認識和應對西太平洋海平面快速上升具有重要意義。 

(a)和(b)分別是1993-2018年全球和太平洋海區的海平面上升趨勢(cm/year),(b)中已去除同期全球平均海平面(GMSL)趨勢。(c)是1948-2018年熱帶西太平洋(以Apra Harbor站為代表)、西南太平洋(以Wellington站為代表)、以及GMSL的低頻變異特征。(d)是在圖(c)基礎上去掉GMSL后的余量,以及約化重力模式對Wellington站海平面低頻變異信號的模擬。 

  該研究由碩士研究生孫婧璇、張林林研究員和胡敦欣院士共同完成。研究得到了國家重點研發計劃、中科院戰略先導科技專項(B類)、國家自然科學基金等項目的聯合資助。 

  文章信息: 

  Sun, J., Zhang, L.*, & Hu, D. (2022). Decadal and long-term variability of sea level in the Southwestern Pacific during 1948–2018. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL098747. https://doi.org/10.1029/2022GL098747 

 
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