2月19日，中國科學(xué)院南海海洋研究所研究員蔡樹群團隊與該所研究員王春在團隊合作，突破了觀測數(shù)據(jù)有限的瓶頸，首次揭示了全球變暖將顯著加速內(nèi)潮的傳播速度，并發(fā)現(xiàn)層結(jié)的強化效應(yīng)與上層環(huán)流的加速趨勢起著至關(guān)重要的作用。相關(guān)成果在線發(fā)表于《科學(xué)進展》（Science Advances）。

第一模態(tài)M2內(nèi)潮的全球分布特征及其在全球變暖背景下的加速趨勢。A.第一模態(tài)M2內(nèi)潮引起的海面高度變化；B.1901-2100年間，第一模態(tài)內(nèi)潮傳播速度的時間平均值；C.1901-2100年間，全球平均內(nèi)潮速度的變化趨勢。

論文第一作者、中國科學(xué)院南海海洋研究所龔延昆表示，內(nèi)潮作為深海到淺海能量傳遞的重要機制，能夠跨越數(shù)千公里并最終在大陸邊緣和沿海區(qū)域釋放能量。內(nèi)潮的破碎和隨之產(chǎn)生的湍流混合推動了水體的垂直輸運，對全球海洋翻轉(zhuǎn)環(huán)流起到了關(guān)鍵作用。然而，以往的研究多集中于區(qū)域尺度，時間跨度較短，未能揭示全球范圍內(nèi)的長期變化規(guī)律。

隨著氣候變暖的加劇，前人研究表明，上層海洋環(huán)流會顯著加速，這一現(xiàn)象可能對海洋內(nèi)波動力過程產(chǎn)生影響。基于這一背景，研究團隊提出了一個關(guān)鍵猜想：全球變暖是否會引發(fā)內(nèi)潮的類似響應(yīng)？

全球不同海域內(nèi)潮從過去到未來的加速趨勢對比；A-B.1901-2014年與2015-2100年內(nèi)潮傳播速度的變化趨勢；C-H.西北太平洋、北太平洋中部、南太平洋、西南印度洋、東南印度洋與北大西洋等內(nèi)潮高發(fā)海域內(nèi)潮傳播速度的加速趨勢。

由于內(nèi)潮的觀測數(shù)據(jù)有限，為解決這一科學(xué)問題，研究團隊利用第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）模式數(shù)據(jù)，結(jié)合全球高分辨率內(nèi)潮經(jīng)驗?zāi)Ｐ停℉RET），評估了1901-2100年間全球第一模態(tài)內(nèi)潮傳播速度的演變趨勢。結(jié)果表明，全球平均內(nèi)潮傳播速度在此期間增加了約10%（約20厘米/秒），并在西北太平洋、北太平洋中部、南太平洋、西南印度洋、東南印度洋與北大西洋等內(nèi)潮活躍海域均呈現(xiàn)出顯著的加速趨勢。

與此同時，在全球變暖背景下，內(nèi)潮加速趨勢由歷史階段（1901-2014年）的每十年增加0.4厘米/秒，增長至未來情景（2015-2100年）的每十年增加2.0厘米/秒。進一步的，通過對比全球內(nèi)潮傳播速度與各海洋要素間的相關(guān)性，證實了內(nèi)潮加速趨勢主要歸因于全球變暖引發(fā)的上層海洋層結(jié)增強，而上層環(huán)流的加速趨勢對其影響次之。

層結(jié)與環(huán)流對內(nèi)潮加速趨勢的影響。A.1901-2100年間全球平均最大浮性頻率的變化趨勢；B.1901（藍色）-2100年（紅色）全球平均內(nèi)潮傳播速度與最大浮性頻率之間的相關(guān)關(guān)系；C.內(nèi)潮傳播速度與最大浮性頻率相關(guān)系數(shù)的全球分布特征；D-F與A-C類似，但針對密度躍層深度；G-I與A-C類似，但針對背景環(huán)流動能。本文由研究團隊供圖

該研究首次揭示了全球內(nèi)潮傳播速度的長期加速趨勢，厘清了全球變暖對海洋內(nèi)波動力過程的深遠(yuǎn)影響，為評估氣候變化、內(nèi)波湍流混合對海洋環(huán)流的影響等提供了新視角，對海洋生態(tài)系統(tǒng)保護具有重要的參考意義。

上述研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃項目、廣東省自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院項目等項目的共同資助。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adq4577