海洋所揭示印度洋波动加剧大西洋沿岸洪涝风险的跨洋气候联动机制

近日,中国科学院海洋研究所深海动力学研究组的一项最新研究揭开了一个跨越两大洋的气候谜团:印度洋的气候变化可以通过大气环流跨越半个地球,导致大西洋沿岸的洪水更加频发。这项研究揭示了印度洋与大西洋之间的“跨洋联动”效应,为沿海地区预测海平面引发的洪涝灾害提供了新的预测因子。相关研究成果发表于国际学术期刊《通讯-地球与环境》(Communications Earth & Environment)。

海平面在全球气候变暖背景下加速上升,沿海地区遭受洪水的频率和时长显著增加,尤其在2000年以后日趋严重。这不仅威胁着沿海地区人民生命财产安全,还破坏沿海道路、桥梁等基础设施,阻碍乡村和城市长远建设规划,造成了严重的经济损失。然而,海平面上升引发洪水的因素多元且复杂,其中包括全球变暖引起的冰川融化、海洋吸收大量热量引起的海水体积增加、北大西洋反转流减弱,台风引起的风暴潮、潮水涨跌等。然而,究竟是什么原因导致2000年后大西洋沿岸洪水日益加剧,此前科学界尚无定论。

为了解开这一谜团,研究团队详细分析了过去70多年大西洋沿岸潮位站观测的海平面数据。结果显示,洪水发生的累积时长在1990年后和2000年后出现了两次明显的加速增加(图1)。其中,1990年以来的长期加剧是由全球变暖引起海平面持续上升导致的。但有趣的是,数据表明2000年以来的洪水增加,主要由海平面中短期变化(10~20年)引起,而非通常认为的潮位涨跌幅度或台风风暴潮增加。

图1 大西洋西岸洪水发生年累积时长的长期和中短期变化趋势

通过进一步开展海洋和气候数值模式试验,研究团队发现了2000年后大西洋沿岸海平面的“反常”变化。自1960年以来的很长一段时间,海表面的风是导致沿岸海平面中短期变化的主要驱动力。但在2000年之后情况发生了转变,海面热量交换引发了海水密度的改变,减缓了大西洋内部庞大的反转流系统,进而导致大西洋西岸的海平面异常升高。

那么,这种改变大西洋洋流循环的异常力量究竟从何而来?过去,人们通常习惯于在大西洋本地寻找原因,往往忽略了远方大洋的影响。研究团队首次证实,远在半个地球之外的印度洋气候波动(印度洋偶极子模态)是引发这一系列反应的关键源头。印度洋的气候变化就像扇动翅膀的蝴蝶,通过高空的大气波动将影响传递到了北大西洋,改变了那里的大气环流和海表热量分布(图2)。这种跨洋的“气候接力”最终减弱了大西洋洋流,推高了大西洋西岸的海平面,让该地区的洪水日益频繁。

图2 印度洋气候变化对大西洋大气和海洋的影响

论文第一作者为中国科学院海洋研究所朱营礼副研究员,通讯作者为美国科罗拉多大学Weiqing Han教授,合作者包括美国科罗拉多大学Aneesh C. Subramanian教授和D. L. Suhas博士,美国西北太平洋国家实验室Oluwayemi Garuba研究员、Lai-yung Ruby Leung研究员和Karthik Balaguru研究员,美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室Luke Van Roekel研究员,中国科学院南海海洋研究所陈更新研究员和中国科学院海洋研究所汪嘉宁研究员。研究得到了山东省优秀青年基金等项目支持。

文章信息:

Zhu, Y., Han, W.*, Garuba, O. et al. Large-scale climate oscillations induce accelerated high tide flooding along the U.S. East Coast. Commun Earth Environ (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03932-y


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