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海洋氣候平均態對比證實全球海洋升溫

  全球海洋是地球氣候系統最重要的組成部分。海洋積聚熱能并將熱量從熱帶地區輸送到高緯度地區,貢獻了約三分之一的全球徑向熱輸送,是維持地球系統能量平衡的主要機制。海洋由于比熱容比較大,對大氣層的變化反應較為緩慢,也調節著全球氣候變化。全球海洋氣候平均態是物理海洋研究和海洋模式初始化、地球化學和生物應用的一個重要工具。所謂“氣候平均態”,是指海洋在某一段時間的平均海洋狀態。由于目前全球海洋正在處于不斷變暖的氣候變化過程中,海洋氣候平均態也在不斷發生變化,因此需要定時更新某一段時期的海洋氣候平均態。不斷更新氣候平均態這也是世界氣象組織WMO的建議。

  德國漢堡大學、中科院大氣所國際人才計劃學者Viktor Gouretski教授近期在Atmospheric and Oceanic Science Letters發表的報告(Report)文章中指出,“構建海洋氣候平均態包括幾個步驟,其中包含數據質量控制,偏差的調整,以及通過合適的插值方法填補數據空白”。

  在他最近的報告中,V. Gouretski報告了一個新的基于等密度面的海洋溫度、鹽度高分辨率氣候平均態(WAGHC)。該氣候平均態主要是基于高質量的世界海洋環流實驗(WOCE)數據、Argo全球水文數據等。WAGHC的空間分辨率達到1/4°,比通常使用的1°度氣候態能夠更精細的反映海洋狀態。該氣候平均態的另一個亮點是其基于等密度面上的空間重構,由于大尺度海洋水團是沿著等密度面運動的,所以,相對于等深度面,基于等密度面的重構能夠更好的考慮大尺度時空相關性,進而更準確的重構溫鹽場。

  

  圖:德國科考船置放APEX浮標,來源http://www.argo.ucsd.edu/pictures.html

  “我們將WAGHC與廣泛使用的美國海洋和大氣管理局(NOAA)的等深度面數據WOA13氣候平均態進行了比較”。Gourteski表示,“我們的WAGHC數據引入了更多的歐洲極地觀測數據,在極地有優勢;基于等密度面的氣候態也可以更好的刻畫邊界流等區域的海水狀態”。Gourteski還指出:“由于WAGHC利用了近期的數據,WOA13使用的數據更早,所以這兩個氣候態之差反映了相距25年平均海洋狀態的差異。如下圖所示:WAGHC-WOA13緯向平均溫度差清楚地顯示了這25年間海洋變暖信號,自1984年以來,海洋上層1500米的平均溫度上升了約0.05°C”。

  圖:WAGHC和 WOA13緯向平均溫度差預示1984年至2009年全球海洋升溫 CREDIT: VIKTOR GOURETSKI

  中科院深入實施國際化推進戰略,為快速提升科研隊伍的國際化水平,在全球范圍內吸引和利用優秀科技人才,部署實施“中國科學院國際人才計劃”。國際人才計劃的英文全稱為“CAS President’s International Fellowship Initiative”,英文簡稱為PIFI。獲得該計劃資助者統稱為PIFI Fellow。

  V. Gouretski是中科院大氣所國際人才計劃學者,從2018年10月至2019年7月在大氣所全職工作,主要研究方向是:海洋歷史觀測數據的質量控制和偏差訂正、多儀器數據交叉驗證和均一化、海洋歷史溫度和鹽度變化等。

  Citation:Viktor GOURETSKI (2019) A new global ocean hydrographic climatology, Atmospheric and Oceanic Science Letters, DOI: 10.1080/16742834.2019.1588066

  Link: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/16742834.2019.1588066

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