海洋所研究揭示热带气候调控高纬度海平面机制

近日,中国科学院海洋研究所深海动力学研究组的最新研究发现了一项跨越低纬度与高纬度的气候遥相关机制:热带气候变化,能通过大气环流跨越几千公里,激发海洋罗斯贝波,导致高纬度沿岸海平面发生年代际变化。这项研究揭示了热带与高纬度海洋之间的“低高纬联动”效应,为沿海地区预测海平面引发洪涝灾害提供了新的预测因子。相关研究成果发表在国际学术期刊《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上。

年代际海平面变化会暂时加速海平面上升,导致沿岸洪水在某些十年中发生的频率远高于其他十年,对沿海地区人民生命财产安全、沿海道路、桥梁等基础设施都有重要影响。虽然科学家已经知道温带气候会影响中高纬度海平面变化,但热带气候模态的作用一直是个谜。

图1 美国东海岸年代际海平面变化

为了解开这一谜团,研究团队详细分析了过去70多年美国东海岸潮位站观测的海平面数据(图1)。结果显示,开阔大洋中的远程强迫解释了美国东海岸大部分海平面年代际变率,其中,热带气候模态(大西洋经向模态)与更广为人知的温带气候模态(北大西洋震荡)对引起高纬度海平面变化同样有力。研究团队还发现,这些热带影响对中高纬沿岸海平面的作用因地点而异。在美国东海岸东北部,热带地区引起的风应力旋度和浮力通量共同作用,放大了年代际海平面变化异常。在美国东海岸南部,这些相同因素往往相互抵消,导致影响小得多(图2)。这些发现表明,为了准确预测未来的沿海洪水并保护沿海地区人民的生命财产安全,研究人员必须超越温带气候模态,考虑热带强大而深远的影响。

图2 大西洋热带气候对中高纬度大气和海洋的影响

研究成果阐明了大洋信号主导大洋西岸海平面年代际变化的机制,并进一步指明了关键大洋海平面信号的来源,从而为未来沿岸海平面引起洪涝灾害的发生提供了新的预测因子,对沿海地区人民的防灾减灾至关重要。

论文第一作者为中国科学院海洋研究所朱营礼副研究员,通讯作者为中国科学院海洋研究所汪嘉宁研究员,合作者包括美国科罗拉多大学Weiqing Han教授、Aneesh C. Subramanian教授和D. L. Suhas博士,中国科学院海洋研究所郑建副研究员,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。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., Wang, J.*, Zheng, J., Suhas, D. L., Subramanian, A. C., et al. (2026).  Decadal Sea Level variability along the U.S. East Coast: Roles of extratropical versus tropical climate modes over the North Atlantic Ocean. Geophysical Research Letters, 53, e2026GL125873. https://doi.org/10.1029/2026GL125873


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