近日，中国科学院海洋研究所王凡团队联合美国国家大气研究中心、中国科学院大气物理研究所、麻省理工学院和复旦大学的科研团队在JCR一区Journal of Climate发表了最新研究成果，揭示了南大洋上层水体热含量年代际变率显著的纬向不对称性，而太平洋年代际振荡（IPO）是该不对称变率的主要驱动力。该项研究通过分析观测数据和气候模型模拟，深入探讨了南大洋在几十年尺度上的热量变化特征及其主要驱动机制，为理解南大洋热量储存的时间和空间变化提供了新的视角，为未来气候预测研究提供了参考价值。
南大洋是人为热量的主要汇集地之一，自20世纪中期以来表现出纬向准对称的深层变暖。相比之下，南大洋短期的热量储存模式更为复杂，并对区域气候和海洋生态系统产生了显著影响。该研究发现，南大洋的热量储存表现出显著的十年尺度变率，尤其在太平洋和大西洋-印度洋扇区呈现出相反的变化。太平洋扇区的热量变化幅度更大，主导了整个南大洋的热量储存变化。这些不对称变化主要是由风驱动的热量再分配引起，而不是通过表面热通量的热吸收作用。太平洋扇区变暖主要来自反气旋风异常引起的暖水汇聚，而大西洋-印度洋区变冷则由于气旋风异常引起的辐散冷却。CESM1集合大数据结果显示，风的变化主要来源于热带太平洋的自然变率，太平洋起搏器试验证明IPO是最主要的驱动力。正位相的IPO通过大气遥相关引发太平洋扇区较高的海平面气压和反气旋风异常，从而引起0-700米深度的水体变暖。此研究有助于深入理解南大洋热量储存的时空变化特征，并对未来的气候预测具有重要意义。
论文第一作者为中国科学院海洋研究所宋元元博士，通讯作者为李元龙研究员，合作者包括美国国家大气研究中心胡爱学教授，中国科学院大气物理研究所成里京研究员，麻省理工学院Gaël Forget博士，复旦大学陈晓丹博士，中国科学院海洋研究所段静博士以及王凡研究员。研究得到了国家自然科学基金、中国科学院先导专项等项目资助。
论文信息：
Song, Y., Li, Y., Hu, A., Cheng, L., Forget, G., Chen, X., Duan, J., & Wang, F. (2024). Decadal Thermal Variability of the Upper Southern Ocean: Zonal Asymmetry. Journal of Climate, 37(11), 3117-3129. DOI: 10.1175/JCLI-D-23-0649.1