中国近海海表温度对气候变暖及暂缓的显著响应

2019-2-18 15:08 来源: 气候变化研究进展

中国近海海表温度对气候变暖及暂缓的显著响应谭红建,蔡榕硕,黄荣辉

第一作者谭红建, 博士研究生中国科学院大气物理所季风系统研究中心;中国科学院大学;国家海洋局第三海洋研究所海洋-大气化学与全球变化重点实验室

通信作者蔡榕硕, 研究员中国科学院大气物理所季风系统研究中心;国家海洋局第三海洋研究所海洋-大气化学与全球变化重点实验室


研究背景IPCC第5次评估报告指出全球上层海洋正在发生显著的变暖,其中近表层海温上升速率最快,达到0.11[0.09~0.13]℃/10a(1971—2010年)。
中国近海(包括渤、黄、东海和南海)是北太平洋的西部边缘海,跨度从热带至温带,有众多的河口、港湾、岛礁和广阔的浅海陆架,适合多种海洋生物的生存,形成有许多渔场,对中国沿海地区社会经济的可持续发展有重要意义。
本文采用多套海温再分析资料以及卫星遥感数据,评估和比较中国近海SST在1958—2014年的变化趋势及其对气候变化的响应。并进一步采用滑动线性趋势的方法研究海温时间序列在不同时间段的变化趋势,并与全球平均海洋和陆地表面温度做比较。主要结论中国东海SST在1970年代开始迅速升温,到1998年达到顶峰,最大升温幅度超过2℃。1998年以后SST开始呈下降趋势。10年滑动趋势表明在1980年代和1990年代中期升温速率达到最大值,均超过了0.06℃/a,这表明东海SST在1980—1989年和1990—1999年升幅都超过了0.6℃。1998年以后,SST变化趋势为负值,最低值为2002年的‒0.05℃/a,这可能是由于SST于1998年达到峰值,但是2000年以后东海SST呈下降的趋势(速率为负)。
南海SST变化趋势与东海基本一致,不论是在加速期还是暂缓期,其变化速率和幅度均小于东海。这表明东海海温对全球气候变化的响应更敏感。
中国近海区域海温的变化趋势与全球平均温度的变化基本一致,但是中国近海海温的变化速率和幅度明显大于全球平均以及其他关键区。中国近海变暖的加速和暂缓是全球变化区域响应的重要现象之一,并且东中国海是全球气候变化的敏感区和脆弱区。
中国近海区域SST的年代际变化与太平洋年代际涛动(PDO)位相转换关系密切,中国近海升温最迅速的两个时期分别是PDO处于正位相最大值的时期,1990年代末以后中国近海温度下降也与PDO进入负位相的时期是基本一致的。
东亚季风和黑潮可能是PDO影响中国近海SST变异的重要途径。综上所述,中国近海是全球气候变化响应的敏感区域。
在人类活动排放的CO2等温室气体不断增加的前提下,温室效应将愈发明显,全球平均地表温度在长时间尺度上还会持续升高。尤其是当PDO转为正位相的时候,全球气候有可能会进入另一个迅速升温的时期,作为气候敏感区的中国近海区域环境生态及社会经济将面临更大的风险和挑战。预估未来中国近海区域海温变化并评估近海海洋生态的风险和脆弱性是目前急需解决的问题

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