海面温度循环的相移，海洋温度变化如何影响全球气候和海洋生态

海面温度 (SST) 的年度循环是海洋学中最基本的模式之一，影响着全球气候系统、海洋生态系统和大气动力学。近几十年来，海面温度循环时间和强度的变化引发了人们对其对气候变化和海洋生物影响的担忧。

海面温度的年周期

海面温度的年周期是指一年中由于太阳辐射、大气环流和洋流的季节性变化而发生的可预测的海面温度变化。通常，夏季海面温度较高，冬季海面温度较低，在世界海洋的不同区域观察到不同的模式。然而，这个周期并不统一，可能会因地理位置、季节和厄尔尼诺和拉尼娜等更大的气候因素而发生变化。

当变暖和变冷阶段的时间随时间推移而变化时，就会发生此循环的阶段变化。这种变化的特点是变暖开始时间（夏季）、峰值温度时间以及冬季降温速度的变化。

这项新的研究表明，海表温度循环时间发生了系统性变化，尤其是在许多地区观察到的数十年变化和长期变暖的背景下。夏季和冬季阶段的变化与海表温度的数十年变化比与长期气候变化更密切相关。在年度周期中观察到的阶段变化可以解释每月海表温度0.4°C 到 1.0°C的变化。

若干因素导致年度海表温度周期的时间和强度发生变化。虽然自然气候变化起着重要作用，但近几十年来，人为变暖已成为越来越重要的驱动因素。

人们早已知道，跨年代振荡（例如 PDO 和 AMO）会影响海表温度模式。海洋温度的这些自然变化可能会导致跨年代和跨年代时间尺度上的海表温度相位出现显著偏差。洋流、地表风和大气压力系统之间的相互作用可能会导致变暖期延迟或提前，具体取决于振荡的相位。

例如，在厄尔尼诺现象期间，中部和东部太平洋较温暖的海水可以提前季节性变暖阶段，而在拉尼娜现象期间，较冷的海表温度可以延迟这种变暖。南方涛动指数 (SOI)测量整个太平洋的气压差异，它是另一个通过影响信风和海洋上升流来推动海表温度变化的因素。

人类引发的气候变化是导致海表温度变化的另一个关键因素，主要原因是温室气体浓度上升。全球气温上升改变了海洋-大气系统的基本动态，导致夏季变暖更加明显且更早。此外，海洋热含量增加，海洋热分层变得更加明显，影响了海洋和大气之间的季节性热交换。

受自然和人为因素影响，海洋热浪加剧，导致海表温度升高，并且全年持续时间更长，从而使季节周期变得更早，变暖现象也更加极端。

此外，洋流将热量输送到全球各地，也在塑造海表温度循环方面发挥着作用。受全球变暖影响，墨西哥湾流、黑潮和其他主要洋流的变化导致了海表温度的区域变化。海表温度与大规模洋流之间的相互作用可以显著改变某些地区变暖和变冷阶段的时间，尤其是在北大西洋等高纬度地区。

海表温度相位变化对全球天气模式有着深远影响，影响气压系统、风向和降水。海表温度变暖和变冷时间的变化会影响季节性季风模式，以及热带风暴和飓风的强度和频率。

大西洋海表温度变暖时间的变化可能会改变热带辐合带 (ITCZ)，从而改变热带和亚热带地区的降水模式。同样，太平洋海表温度循环的变化会影响厄尔尼诺或拉尼娜事件的发生，并对全球天气产生连锁效应。

海洋生态系统，尤其是珊瑚礁、渔业和海洋食物网，对海表温度的变化高度敏感。海表温度变暖时间的微小变化也会扰乱海洋物种的繁殖、迁徙和摄食模式。海表温度升高，尤其是在季节早期，可能导致珊瑚白化和其他威胁生物多样性的环境压力。

研究表明，由于海表温度循环相位变化，海洋热浪变得越来越频繁和强烈，与鱼类资源减少和海洋食物链中断有关。海表温度循环的变化也可能影响碳循环，因为海洋温度的变化会改变海洋吸收二氧化碳的能力，从而进一步加剧气候变化。

海表温度周期的相位变化可以形成反馈回路，从而加剧区域和全球变暖。北极地区海表温度升高会加速海冰融化，降低地球的反照率，进而导致进一步变暖。同样，海洋环流模式的改变会破坏海洋和大气之间的自然热交换，从而加剧海表温度的变化。