东亚季风和太平洋盆地动力学,台湾海峡令人不寒而栗的组合
台湾海峡宁静而美丽,因其丰富的海洋生物和繁忙的渔业而备受赞誉,但它却隐藏着一个令人不寒而栗的秘密。每年冬天,一种被称为海洋寒潮( MCS)的现象会导致海水温度急剧下降,威胁当地的生态系统和经济。几十年来,台湾海峡的海洋寒潮( MCS )一直困扰着科学家。最近的一项研究深入探讨了东亚季风和太平洋盆地动态之间错综复杂的互动,揭示了它们在引发这些寒潮中的共同作用。
台湾海峡位于中国台湾和中国大陆之间,是海洋生物多样性和经济活动的关键区域。北半球冬季的MCS会带来重大风险,通常与海水养殖的关键时期相吻合,并影响幼年海洋物种。
20世纪80年代,MCS的频率和强度都比较明显,随后进入抑制期,2002年达到历史最低水平然而,自2002年以来,MCS再次出现,尤其集中在台湾海峡西岸。研究发现,冬季东亚季风驱动的寒流与太平洋盆地尺度动力强迫暖流共同调控MCSs的时空特征。
研究结果表明,台湾海峡的MCS受两个主要因素的调控:冬季东亚季风驱动的寒流和太平洋盆地尺度动力强迫暖流,这些因素共同影响着MCS的频率、强度和空间分布。研究还确定了台湾海峡东北部和西部的两个MCS热点。
这项研究强调了区域和大规模气候力量在极端海洋事件发生过程中的关键相互作用。它为未来研究亚热带地区极端海洋事件提供了一个框架,还提供了对其历史趋势和潜在未来影响的重要见解,揭示了气候变化中一个未被充分探索的方面。
参考文献:Zhan Lian, Tong Yang, Jeremy Cheuk-Hin Leung & Banglin Zhang , East Asian monsoon and Pacific basin dynamics jointly regulate boreal winter marine cold spells in the Taiwan Strait. Scientific Reports volume 14, Article number: 26010 (2024) ,doi.s41598-024-75479-x
一、什么是海洋寒流(MCS)?
海洋冷流 (MCS)是一种极端海洋温度事件,其特征是海面温度(SST )在短时间内显著下降。这些事件可能对海洋生态系统产生重大影响,影响海洋生物的分布和行为。
MCS是由大气和海洋条件共同作用产生的。当来自高纬度地区的冷空气移动到较温暖的海水上时,可能会导致海表温度快速下降。强风可以将地表水与来自下方的较冷水混合,从而增强冷却效果。寒流可将较冷的水带到海面,从而促进MCS的形成。
MCS并不局限于台湾海峡,它可能发生在世界各地的各种海域。例如,研究记录了南海和北海南部的MCS事件。MCS的频率和强度会因区域气候条件和海洋特征而变化。
季节变化、气候变化、大规模气候模式等因素都会影响MCS的产生。MCS在冬季更为常见,因为冬季冷空气爆发更为频繁。全球变暖可以通过影响大气和海洋条件来改变MCS的频率和强度。北大西洋涛动( NAO )和东大西洋模式( EAP )等现象可以通过影响风模式和洋流来影响MCS的发生。
在台湾海峡的背景下,MCS尤其重要,MCS会破坏当地海洋生态系统,影响鱼类种群和其他海洋生物。这可能会对食物链和当地渔业产生连锁反应。台湾海峡是区域气候模式的关键区域。MCS会影响天气状况,可能导致气温下降和降水模式改变。海温突然下降会影响海上作业,包括航行和海上安全。船舶和其他船只可能需要采取预防措施,以避免MCS造成的不利情况。
二、东亚季风与太平洋盆地动力学如何联合调控MCS?
东亚季风和太平洋盆地动力学通过冷暖气流共同调节台湾海峡的海洋寒流(MCS )。
在北半球冬季,东亚季风会驱动一股寒流,即中国沿岸流(CCC )这股寒流沿台湾海峡西岸向南流动,从北方带来更冷的水。太平洋盆地动力学影响一种称为黑潮分支( KBC )的暖流。这股向北流动的暖流是黑潮的一部分,黑潮将南部较暖的水带入台湾海峡东部。
东亚季风驱动的寒流与受太平洋盆地动力学影响的暖流相互作用,在台湾海峡形成动态环境。这种相互作用调节MCS的时空特征,影响其频率、强度和分布。
通过了解这些机制,研究人员可以更好地预测和减轻MCS对台湾海峡海洋生态系统和当地经济的影响。
三、思考
特定的大气和海洋过程如何相互作用,引发和加剧台湾海峡的海洋寒流?我们能否量化这些过程的相对贡献?中尺度涡流和海洋锋面在调节 MCS 的空间和时间变化方面发挥什么作用?海底地形和水深测量如何影响该地区 MCS 的发展和传播?
气候变化,特别是海面温度、大气环流和极端天气事件的变化将如何影响未来MCSs的频率、强度和持续时间?更频繁或更强烈的 MCS 对海洋生态系统、渔业和沿海社区可能产生哪些连锁效应?
台湾海峡内部的MCS特征是否存在明显的区域差异?若有,其潜在机制是什么?台湾海峡的 MCS 与厄尔尼诺-南方涛动 (ENSO) 和太平洋年代际涛动 (PDO) 等更大规模的气候模式有何关系?我们能否识别台湾海峡与其他地区(例如西北太平洋或东海)的 MCS 之间的遥相关?
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