深海变暖引发厄尔尼诺变化，海洋温度上升如何影响气候
厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是影响全球天气模式的最重要气候系统之一，它的特点是厄尔尼诺（暖）阶段和拉尼娜（冷）阶段之间周期性转换，它会调节温度、降水和风暴模式。对ENSO的传统理解主要集中在赤道太平洋的海面温度和大气模式上。然而，关于深海变暖与ENSO行为变化，揭示了深海变化如何影响厄尔尼诺事件的强度、频率和区域影响。
厄尔尼诺-南方涛动和深海的作用
要了解深海变暖对厄尔尼诺-南方涛动的潜在影响，首先必须了解这一气候现象的机制。厄尔尼诺-南方涛动是由热带太平洋地区海洋与大气之间复杂的相互作用引起的。通常，在厄尔尼诺现象期间，信风会减弱，来自西太平洋的暖水会向东移动，从而提高中太平洋和东太平洋的海面温度。相反，拉尼娜现象的特点是信风增强，将较冷的海水从东部推向西部。
海洋在调节厄尔尼诺-南方涛动行为方面发挥着关键作用，虽然表面温度通常是关注的焦点，但深海（定义为200米以深的水域）是一个巨大的热库，能够储存大量热量。深海变暖是指海洋表面以下温度的逐渐升高，与海洋表面变暖相比，这些变化通常更为渐进，但它们的累积效应是深远的，影响着海洋环流模式、热量分布和大气动力学。
深海变暖与大气环流之间的反馈机制
长期以来人们一直认为海面温度和风向是厄尔尼诺-南方涛动的主要驱动因素，但人们越来越认为深海对大气过程的影响也是一种关键的反馈机制，可以放大或减弱厄尔尼诺-南方涛动的影响。
深海的变化会影响沃克环流的强度，沃克环流是一种重要的大气环流模式，在厄尔尼诺-南方涛动动力学中发挥着核心作用。沃克环流由吹过太平洋的东风组成，伴随着东部冷海水的上升和西部暖海水的下降。在典型条件下，这种环流维持了赤道太平洋暖水和冷水之间的平衡。然而，当深海温度升高时，它们会破坏这种环流，导致海面温度和支持厄尔尼诺-南方涛动的大气模式发生更明显的变化。
这些变化可能形成一个正反馈循环：深海温度高于正常水平，导致表层海洋变暖加剧，进而削弱信风，增强厄尔尼诺现象。此外，大气变化可以进一步改变海洋热量分布，影响未来的厄尔尼诺南方涛动事件。这种相互作用凸显了深海过程在确定厄尔尼诺事件频率和强度方面的重要性。
新的研究发现
一项新的研究利用气候模型模拟深海变暖对厄尔尼诺现象的影响1他们还分析了过去的气候记录，以了解深海变暖对厄尔尼诺-南方涛动的长期趋势和影响。
研究发现，深海变暖可能导致厄尔尼诺现象特征发生重大变化，深海变暖可能导致海洋变暖加剧，进而导致对流极端厄尔尼诺事件相对于当前气候增加40-80%。这表明深海变暖可能会导致未来厄尔尼诺现象更加强烈和频繁。
此外，研究发现深海变暖改变了太平洋的热带平均状态。热带平均状态的这种变化影响了厄尔尼诺-南方涛动事件的发生和强度，因为它改变了大气对流和太平洋暖水和冷水的流动。通过影响热带太平洋的基本条件，深海变暖可能导致更明显或不同形式的厄尔尼诺现象，这可能会比目前预测的更严重地扰乱全球天气模式。
深海变暖不仅仅是一种局部现象，它还是一个重要的全球气候变量，可以在更大范围内改变厄尔尼诺-南方涛动模式。在温室效应下，海洋深层吸收的热量增加不仅会调节表面温度，还会调节大气模式，从而导致全球天气系统的变化。
研究还强调，随着深海变暖导致类似厄尔尼诺现象的海洋变暖，热带东太平洋的降水量可能会增加。这可能会对那些已经易受极端天气事件影响的地区产生深远影响。
研究结果表明，即使实现了二氧化碳稳定，人类活动引起的温室效应也会通过延迟的深海变暖对厄尔尼诺变化产生长期影响。
气候系统中的反馈和临界点
是否存在临界点是研究深海变暖和厄尔尼诺-南方涛动变化的一个关键问题。深海热量的逐渐积累可能最终导致厄尔尼诺-南方涛动动态永久转变的阈值，从而导致厄尔尼诺现象更加频繁和强烈，可能导致厄尔尼诺-南方涛动行为发生突然且不可逆转的变化。
气候系统的反馈也可能导致厄尔尼诺-南方涛动行为发生非线性变化。随着深海向大气释放更多热量，全球变暖可能会加剧，进而导致更多热量储存在深海中。这会产生一个潜在的放大循环，可能在未来几十年内显著改变厄尔尼诺-南方涛动模式。
思考
深海热储存和释放的具体机制如何影响厄尔尼诺-南方涛动动力学？中尺度海洋特征（例如涡流）在调节深海变暖对厄尔尼诺-南方涛动影响方面发挥什么作用？
参考文献：Geon-Il Kim, Ji-Hoon Oh, Na-Yeon Shin, Soon-Il An, Sang-Wook Yeh, Jongsoo Shin & Jong-Seong Kug，Deep ocean warming-induced El Niño changes. Nature Communications volume 15, Article number: 6225 (2024) ，doi.s41467-024-50663-9
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