科研进展丨2022年海洋热含量、盐度、层化等多个环境参数变化再创新高 - 海洋环境变化

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Cheng, L. J., J. Abraham, K. E. Trenberth, J. Fasullo, T. Boyer, M. E. Mann, J. Zhu, F. Wang,R. Locarnini, Y. Li, B. Zhang, F. Yu, L. Wan, X. Chen, L. Feng, X. Song, Y. Liu, F. Reseghetti, S. Simoncelli, V. Gouretski, G. Chen, M. Mishonov, J. Reagan, G. Li, 2023: Another year of record heat for the oceans. Adv. Atmos. Sci.,https://doi.org/10.1007/s00376-023-2385-2 ' @$ U9 l ?3 z: X2 k% f

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2022年海洋热含量、盐度、层化等

多个环境参数变化再创新高

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1月11日，由中国科学院大气物理研究所牵头，联合国家海洋环境预报中心、中科院海洋所、美国圣-托马斯大学、美国大气研究中心、新西兰奥克兰大学等全球16个研究单位的24位科学家组成的国际研究团队，在ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES（AAS）发布了涵盖2022整年的全球海洋环境（温度和热含量、盐度、层结）变化研究报告。新的研究指出：2022年海洋升温持续——成为有现代海洋观测记录以来海洋最暖的一年。同时，报告还指出：海洋“咸变咸，淡变淡”的盐度变化态势加剧，海水垂向层化现象持续加强。

图1. 海洋为人类提供了丰富的食物资源。（摄影：朱江）

全球变暖90%以上的热量被海洋储存，海洋热含量成为全球变暖的最佳指标之一。最新IAP数据表明：在2022年，全球海洋上层2000米储存的热量与2021年相比增加了10.9 ± 8.3 ZJ (1 ZJ = 10×10

21)焦耳，这些热量可以使7亿个1.5升的电热水壶的水同时烧开；也相当于中国2021全年发电总量的约325倍。过去80多年中，海洋每一个十年都比前十年更暖（图2）。

图2. 1958-2022年全球海洋上层2000米热含量变化时间序列：上图为IAP/CAS数据、下图为NOAA/NCEI数据。

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海洋盐度显示了“咸变咸、淡变淡”趋势性变化格局，表征该变化格局的“盐度差”指数如图3所示（“盐度差指数”定义为高盐度区域的盐度变化和低盐度区域的盐度变化之差，这里“高”或“低”是相对于过去几十年的全球海洋平均盐度而言）。1955~2021年，全球上层2000米海洋的高-低盐度差异呈显著增加趋势（图3）。2022年，全球“盐度差”指数位于1955年以来最高位。

1960~2022年期间，全球海洋上层2000米的层结加强了5.3%（图3），相当于每十年约1%的增速。其中海洋上层150米层结增加了5~18%。层结增加主要是由于上层海洋的增暖速度要比深层海水更快，但盐度变化具有重要的区域贡献。2022年，全球‍‍‍上层2000米平均层结位于1955年以来第7高位。

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图3. 1958-2022年全球海洋上层2000米盐度差指数（上图）、层结（下图）变化时间序列。

海洋物理环境的显著变化严重威胁了海洋生态环境与人类可持续发展。海洋变暖导致极端气候事件，如台风、飓风、海洋热浪等强度增强，威胁生命财产安全。此外，海洋变暖是全球海平面上升的一个重要原因，沿海和低洼地区面临着越来越严重的海平面上升相关风险，例如咸潮入侵、土地侵蚀等。

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海洋温度和层结变化影响海洋碳吸收，随着海洋变暖和层结加剧，海洋碳吸收效率下降，导致更多人类排放的CO2留在大气中，加剧全球变暖。同时，更强的海洋层结会抑制海洋垂向溶解氧输送，导致海洋内部的氧含量进一步减少，威胁海洋生物的生存。

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海洋是人类生命的摇篮。（摄影：成里京）

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该研究同时发布了两个国际机构的2022年数据，分别来自中国科学院大气物理研究所的IAP/CAS海洋观测格点数据，以及来自美国海洋和大气管理局国家海洋信息中心（NOAA/NCEI）的格点数据。同时发布的还有2022年全球海洋盐度和层结IAP/CAS数据。

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数据下载链接：

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http://www.ocean.iap.ac.cn/

（IAP/CAS）

https://www.ncei.noaa.gov/products/climate-data-records/global-ocean-heat-content

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（NOAA/NCEI）

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论文作者团队包括中科院大气物理研究所、中科院海洋大科学研究中心成里京（通讯作者）、朱江、V. Gouretski；美国圣-托马斯大学J. Abraham；美国大气研究中心、新西兰奥克兰大学K. Trenberth和J. Fasullo；美国宾州大学M. Mann；美国国家海洋和大气管理局国家环境信息中心团队T. Boyer、R. Locarnini、A. Mishonov、J. Reagan；中科院海洋研究所王凡、李元龙、张斌；国家海洋环境预报中心于福江、陈幸荣、万莉颖、冯立成；意大利国家新技术中心F. Reseghetti；意大利国立地球物理与火山学研究所S. Simoncelli；河海大学宋翔洲；中科院南海海洋研究所陈更新；生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局李冠城。

该研究得到了国家自然科学基金（42122046，42076202）、中国科学院战略性先导科技专项（B类）（XDB42040402）、美国国家科学基金会（NSF）、美国国家航空航天局（NASA）项目、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）项目等的支持。

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大气科学进展

《大气科学进展(英)》(Advances in Atmospheric Sciences，简称AAS)

——中国大气科学领域学术水平最高的英文期刊之一，1984年创刊，1999年被SCI收录。最新影响因子3.9，SCI和中科院期刊分区都位列Q2区。

AAS旨在迅速发表关于地球大气和海洋的动力学、物理和化学的最新成就和发展，以及关于其他行星的大气和涉及大气和/或海洋的地球系统动力学的具有潜在高影响力的论文。

论文涵盖的主题领域包括但不限于大气和海洋理论、模型和观测；天气和环流系统、数值天气预报、气候动力学；卫星气象学、遥感、大气化学和边界层、云和降水；地球系统动力学，特别是大气和海洋与生物圈、冰冻圈和人类圈的相互作用。

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期刊鼓励寻求普遍规律的研究论文。

更多信息，欢迎登录AAS官方网站了解：

http://www.iapjournals.ac.cn/aas