风驱动洋流如何影响太平洋变暖，一项新的气候发现
过去几十年来，热带太平洋的海洋表面温度发生了显著变化，在太平洋西部和东部都出现了明显的变暖现象，这些变化可能与风驱动的海洋环流变化密切相关。最近的一项研究揭示了历史上风向变化对海洋环流的影响，表明这些变化加剧了太平洋的变暖，导致了更广泛的全球气候趋势。
太平洋变暖现象及风驱动海洋环流
自20世纪中叶以来，热带太平洋的海洋表面温度显著升高，西太平洋和东太平洋有两个明显的变暖中心。太平洋的海洋表面温度变暖特点是热量向西转移，并且太平洋主要风系（包括信风和沃克环流）的强度和位置也在发生变化。这种变暖与多种因素有关，但风驱动的海洋环流是一个重要的影响机制。
风驱动的海洋环流是一种基本机制，它调节着海水的运动，从而调节着地球上的热量分布。太平洋对风向的变化特别敏感，因为赤道信风会驱动海面洋流，将暖水从盆地东部输送到西部。这些风的强度和方向的变化会显著改变海洋的热盐结构，进而影响海表温度。
沃克环流是影响太平洋环流的重要大气特征之一，它是一种横跨热带太平洋的大规模大气环流模式，由西太平洋和东太平洋海面温度差异驱动，这种海洋表面温度差异会产生影响风向的压力差。当沃克环流增强时，风会变得更强，东太平洋冷水的上升流也会增强，导致该地区的气温更低。相反，当沃克环流减弱时，上升流会减少，从而使暖水在东太平洋积聚，导致海表温度升高。
研究表明，沃克环流的减弱在一定程度上受大气条件和海洋反馈变化的影响，随着沃克环流的减弱，东太平洋冷水上涌显著减少，从而导致热量积聚增多。与此同时，风向的变化改变了西太平洋的温跃层深度，导致两个地区之间的热量分布发生变化。
海洋环流变化加剧全球变暖
除了对太平洋海表温度的直接影响外，风驱动海洋环流的历史变化对全球气候趋势有着更广泛的影响。研究发现，这些变化在1979年至2014年间使全球变暖加剧了17%。太平洋变暖加剧形成了一个正反馈循环，海洋温度升高进一步加剧了大气变化，形成了一个自我延续的变暖循环。
风向的变化和随之而来的海洋环流变化不仅影响了太平洋，也影响了全球气候系统。热带太平洋变暖加剧导致大气环流模式发生变化，尤其是在热带地区，这对全球的天气系统产生了下游影响。例如，太平洋的变化与急流位置的变化有关，急流位置的变化影响了北半球和南半球的天气。
此外，太平洋海表温度的变化与降水模式的变化有关，尤其是在热带和亚热带地区。太平洋热量的重新分布影响了热带气旋的强度和频率，以及东南亚、印度洋和美洲等地区的降水。
历史风向变化对太平洋海岸变暖的影响
太平洋沿岸地区也经历了显著的变暖，特别是北美和南美西海岸。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的一项研究发现，风向的变化，特别是北太平洋高压的减弱，是1900年至2012年间太平洋沿岸观测到的变暖趋势的80%以上的原因。
北太平洋高压（一个控制整个太平洋风向的高压系统）的减弱导致盛行西风的强度减弱。风力减弱导致沿海寒冷、营养丰富的海水上升流减少，导致地表水变暖，海洋生态系统发生变化。
此外，沿海风向的变化也改变了厄尔尼诺和拉尼娜现象发生的时间和强度，这对区域气候变化具有重大影响。北太平洋高压减弱与厄尔尼诺现象更频繁、更强烈有关，其特点是中太平洋和东太平洋的海表温度高于平均水平。
新的研究发现
中国海洋大学深海多圈层和地球系统前沿科学中心(FDOMES)和物理海洋学实验室领导的一项新的研究，研究人员利用两个耦合模型大集合进行了海洋热分解，以了解风驱动海洋环流的作用。通过抑制了风的变化，以隔离历史辐射强迫的影响，这种方法帮助他们识别出导致观测到的变暖模式的机制。
研究发现，当风变化受到抑制时，历史辐射强迫会引起亚热带东北太平洋变暖，从而导致向热带西太平洋延伸的半球不对称。热带东太平洋暖是由与半球不对称相关的跨赤道风引起的，其驱动机制是由于5°N左右赤道外西风异常引起的向南的暖埃克曼平流，而不是垂直温跃层调整。
此外，研究强调，气候模型无法捕捉到观测到的赤道中太平洋冷却，这表明迫切需要更好地模拟赤道海洋过程和热结构。
思考
虽然研究表明风驱动环流的变化与西太平洋和东太平洋的变暖有关，但风向变化在亚热带太平洋变暖中扮演什么角色？
风力驱动的海洋环流变化如何与其他反馈机制相互作用，如海冰变化、云量和碳循环等相互作用？
参考文献：Shuo Fu, Shineng Hu, Xiao-Tong Zheng, Kay McMonigal, Sarah Larson & Yiqun Tian ，Historical changes in wind-driven ocean circulation drive pattern of Pacific warming. Nature Communications volume 15, Article number: 1562 (2024) ，doi.s41467-024-45677-2
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