冰川消融导致的海平面上升与东亚边缘海环流的阈值
东亚边缘环流
东亚边缘海环流是指东亚沿海及周边海域的环流和大规模海洋环流系统，涵盖了包括渤海、黄海、东海、日本海等多个重要的边缘海区域，在这些海域通过一系列海峡如台湾海峡等与太平洋相连，形成了一个复杂的环流系统。东亚边缘海环流不仅受到全球大洋环流的影响，还与区域气候系统密切相关。
东亚边缘海的环流系统主要由西北太平洋的黑潮其分支组成，黑潮是北太平洋西部的一支强大的暖流，起源于菲律宾以东，沿台湾东部北上，进入东海后分为两支：一支继续向北进入日本海，另一支转向东北沿日本海岸流动。黑潮为东亚边缘海带来了大量暖水，也称为“日本暖流”，它的流量约为50~70×10^6立方米/秒，流速可达1-2米/秒，对区域气候和海洋生态系统有重要影响。
台湾-对马-津轻-宗谷环流系统是东亚边缘海环流的核心结构，主要包括台湾海峡通过流、对马海峡通过流、津轻海峡和宗谷海峡通过流。台湾海峡通过流将黑潮暖水引入东海，对马海峡通过流将东海的水体输送到日本海，津轻海峡和宗谷海峡通过流将日本海的水体输送到北太平洋。
东亚边缘海环流受亚洲季风的强烈影响，表现出显著的季节性变化。在夏季，西南季风驱动表层海水向北流动，增强台湾海峡和对马海峡的通过流；而在冬季，东北季风导致表层海水向南流动，减弱通过流强度。
图:日本列岛近海海流
1. 黑潮 2.黑潮续流 3.黑潮再循环流 4.对马暖流 5.津轻暖流 6.宗谷暖流 7.亲潮 8.リマン（Liman）寒流
东亚边缘海环流的阈值
近日，一项新的研究，聚焦东亚边缘海环流与末次冰消期平面上升的关系，探讨了末次冰消期期间，海平面上升如何影响东亚边缘海的环流结构，是否存在海平面上升的阈值，导致环流发生非线性变化等问题。
研究通过高分辨率区域海洋模型（Regional Ocean Modeling System, ROMS），使用COREII数据作为大气强迫，SODA数据作为初始和边界海洋条件，模拟了从-90米到0米不同海平面下的东亚边缘海环流变化情况，
通过研究不同海平面下的环流变化情况，研究发现东亚边缘海环流经历了两次突变，东亚边缘海环流发生非线性变化。
当海平面上升超过-40米时出现第一次突变，宗谷海峡打开，台湾海峡、对马海峡、津轻海峡和宗谷海峡形成了“台湾-对马-津轻-宗谷”环流系统，形成了了现代东亚边缘海环流结构，这一过程通过“海洋通道效应”实现。台湾海峡的通过流向北延伸，激活了对马海峡和津轻海峡的通过流。
当海平面接近-5米时出现第二次突变，日本海通过流出现暂时的超调现象，导致日本南部沿岸的沿岸流加速，进而增强了对马海峡的通过流，这种现象是由于日本列岛“环岛积分约束”的作用。
研究对比了古气候研究数据，根据日本南海对马-朝鲜海峡附近一个岩芯的放射虫物种聚集情况，研究发现，日本南海对马-朝鲜海峡贯流在 10 ka BP 之后从几乎不存在开始增加，然后从 7 ka BP 再次下降到 0 ka BP。一旦在 14 到 0 ka BP之间转移到海平面发展，这表明日本南海对马-朝鲜海峡附环流从海平面高于 −40 m 开始，并随着海平面上升从 −40 到 −5 m 持续增强，然后从 −5 m 海平面减弱到现在。日本南海对马-朝鲜海峡附环流 贯流对海平面上升的非线性响应也支持了本次研究结果。
研究提出了“绕岛积分约束”作为解释东亚边缘海环流非线性变化的物理机制，补充了传统的“海洋通道效应”，这一机制为理解全球边缘海环流对海平面变化的响应提供了新的理论框架。
图：基于不同海平面的东亚边缘海环流示意图
( a – d ) 分别显示 RSL 低于 -40 米、RSL 介于 -40 和 -5 米之间、RSL 为 -5 米和 RSL 为 0 米的情况。深灰色和浅灰色依次表示现代陆地及其与 -40 米海平面的差异。较粗的线表示较强的海洋流。
❓思考题：在末次冰消期，东亚边缘海环流经历了两次突变，分别发生在海平面上升至哪两个关键阈值时？
A. -50米和-10米
B. -40米和-5米
C. -30米和0米
D. -20米和-15米
正确答案：（点击查看）
B.
解析： 研究发现，当海平面上升超过-40米时，宗谷海峡打开，触发现代东亚边缘海环流结构的快速形成。当海平面接近-5米时，日本海的通过流出现暂时的超调现象。这两个阈值标志着东亚边缘海环流的两次重要突变。
参考文献：Xun Gong, Yang Yu, Xuefa Shi, Xiaopei Lin, Guangliang Liu, Zhi Dong, Xuesong Wang, Jiong Zheng, Lester Lembke-Jene & Gerrit Lohmann ，Thresholds in East Asian marginal seas circulation due to deglacial sea level rise. npj Climate and Atmospheric Science volume 8, Article number: 83 (2025) ，doi：10.1038/s41612-025-00927-y