研究进展
近日，广东海洋大学刘春雷教授团队联合国内外研究机构和单位在《Nature》旗下期刊《npj Climate and Atmospheric Science》发表了题为“Assessment of the global ocean heat content and North Atlantic heat transport over 1993-2020” 的研究论文。刘春雷教授为论文第一作者及通讯作者，已毕业硕士金梁为第二作者，广东海洋大学曹宁副教授为共同通讯作者。广东海洋大学近海海洋变化与灾害预警实验室为论文的第一署名单位。其他合作单位包括温岭市气象局、陆架及深远海气候资源与环境广东省高等学校重点实验室、广东海洋大学南海海洋气象研究院、中科院海洋大科学研究中心、雷丁大学气象系、英国国家地球观测中心、自然资源部海洋一所、维也纳大学气象与地球物理系、欧洲中期天气预报中心、中科院大气物理研究所和中科院深海科学与工程研究所。该研究得到国家自然科学基金等项目资助。
海洋热含量的重要性
进入地球系统的能量约84%-93%储存在海洋中，所以全球海洋热含量（OHC）变化在地球能量收支和气候变化中发挥着关键作用。准确评估地球能量收支的不平衡依赖于OHC趋势（OHCT）估算的精确性。尽管观测和模式的质量已经得到很大改进，但在OHC、OHCT和海洋热输送估算中仍存在很大的不确定性。Trenberth等建议使用最新的数据集对OHCT进行检查。这项研究使用来自CMEMS的四套海洋再分析资料的最新版本和一套来自中科院大气物理研究所的客观分析资料重新评估了全球OHC、OHCT和北大西洋热输送。
OHC和OHCT的全球变化特征
除FOAM外，1993-2020年全球OHC在不同深度上呈现出一致的大幅上升趋势。并且2005年后ORAS5的OHC趋势接近同期大气层顶净辐射通量和海表净热通量。全球OHC趋势的空间格局呈现出较一致的分布，但对所选时间段很敏感，特别是在热带太平洋地区，这与ENSO事件有关。2005年后随着ARGO的部署，OHC的估计有很大的改进，但依然有一定的不确定性，为了改进OHC估计，未来需要对更深的海洋进行更多的观测。
不同海盆的OHC和OHCT的变化
为研究不同海洋层的升温速率，计算了3个时期（1993-2020年，2006-2020年和1998-2012年）的全球和不同海盆的OHC变化趋势。1998-2012年期间被认为是“全球变暖停滞期”。与全球平均值和所有海盆的明显表层变暖相比，该时期表层变暖非常微弱，而次表层变暖明显。从全球来看，越来越多的热量储存在100米以下的海洋中，不同海盆的热量储存及其分布情况表明，2001-2010年OHC的增加量大于1994-2000年期间，混合层以下较高比例的热量吸收导致2001-2010年期间的全球地表变暖的减缓。
北大西洋的海洋热输送
与先前的研究相比，北大西洋经向翻转环流(MOC)和经向热输送（OMHT）与RAPID观测值有较好的一致性。对比了北大西洋MOC增加（2000-2004年）和减少（2005-2010）时期的OHC趋势。两个时期40-60°N之间的空间分布模式不同。2011-2020年MOC增长期内，30-60°N之间的OHC趋势空间格局与2000-2004年MOC增长期相比发生了变化，OHC增加更集中在30-40°N之间。这些结果表明，MOC的变化并未减少地球表面的变暖。
主要结论
全球海洋热含量（OHC）趋势：1993-2020年间，全球海洋热含量显示出一致的上升趋势，这一趋势在不同深度上都有体现，且在2005年之后趋势更加一致。 热吸收与全球表面变暖：2001-2010年间，与1994-2000年间相比，海洋100-2000米之间的热吸收比例更高，这有助于解释该时期“全球变暖停滞”。 OHC与MOC/OMHT的关系： OHC趋势与MOC或OMHT之间的关系在不同的时间段和纬度上表现出不同。在MOC增加期间（2000-2004年和2011-2022年），上层OHC趋势通常为正，而在MOC减少期间（2005-2010年）则为负。
Reference
Liu, C., Jin, L., Cao, N. et al. Assessment of the global ocean heat content and North Atlantic heat transport over 1993–2020. npj Clim Atmos Sci 7, 314 (2024). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00860-6.
