中國海洋大學(xué)在海洋中尺度動(dòng)力過程的氣候效應(yīng)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展 http://www.bossanovawear.com　 2025年6月16日　 來源：華禹教育網(wǎng) 　　6月11日，中國海洋大學(xué)深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心/物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吳立新院士團(tuán)隊(duì)甘波瀾教授課題組在Science Advances（《科學(xué)進(jìn)展》）期刊發(fā)表題為“Oceanic uptake of CO2 enhanced by mesoscale eddies”（中尺度渦增強(qiáng)海洋二氧化碳吸收）的最新研究，首次基于機(jī)器學(xué)習(xí)重建的渦致海-氣CO2通量大樣本統(tǒng)計(jì)，評估中尺度渦對海洋CO2吸收的影響。 　　海洋占地球表面的71%，每年吸收約四分之一人為排放的CO2，是重要的氣候變化“緩沖器”。中尺度渦廣泛存在于海洋中，其水平空間尺度約百公里，對海洋的物質(zhì)輸運(yùn)和能量交換具有重要作用。然而，由于觀測的局限性（通常僅能捕捉到渦旋個(gè)例）以及渦旋生命周期的復(fù)雜性，長期以來，關(guān)于中尺度渦對海-氣CO2通量的凈效應(yīng)缺乏系統(tǒng)性認(rèn)識，這限制了對海洋碳匯準(zhǔn)確評估的能力。 　　圖1. 反氣旋渦導(dǎo)致的海洋CO2吸收增強(qiáng)顯著大于氣旋渦導(dǎo)致的吸收減弱 　　研究團(tuán)隊(duì)聚焦海洋碳匯與渦旋活動(dòng)的熱點(diǎn)區(qū)域——黑潮延伸體區(qū)和灣流區(qū)，創(chuàng)新性地結(jié)合衛(wèi)星渦旋追蹤與機(jī)器學(xué)習(xí)方法，重建了上千個(gè)長壽命渦旋全生命周期的海表CO2分壓，并系統(tǒng)分析了渦旋導(dǎo)致的CO2通量變化。研究發(fā)現(xiàn)，在黑潮延伸體（灣流）區(qū)，反氣旋渦使海洋CO2吸收增強(qiáng)15.16%（18.48%），而氣旋渦則使吸收減弱5.67%（5.04%）（圖1）。由于反氣旋渦的增強(qiáng)效應(yīng)顯著強(qiáng)于氣旋渦的減弱效應(yīng)，因此中尺度渦總體上使黑潮延伸體（灣流）區(qū)海洋CO2吸收增加約9.98%（13.82%）。 　　圖2. 本研究提出的中尺度渦增強(qiáng)海洋CO2吸收機(jī)制示意圖 　　研究進(jìn)一步揭示中尺度渦的渦流泵（Eddy Pumping）作用與生物不對稱響應(yīng)導(dǎo)致海洋CO2吸收的凈增加（圖2）。反氣旋渦通過渦流泵作用降低表層溶解性無機(jī)碳（DIC）濃度，直接促進(jìn)CO2吸收。氣旋渦的渦流泵雖然增加表層DIC濃度，但其伴隨的營養(yǎng)鹽輸入促進(jìn)了浮游生物活動(dòng)，進(jìn)而消耗了部分DIC，削弱了氣旋渦對CO2吸收的抑制效果。 　　當(dāng)前全球海洋碳匯的觀測評估和主流模式普遍未能充分表征海洋中尺度動(dòng)力過程，可能導(dǎo)致對海洋實(shí)際CO2吸收能力的低估。本研究量化揭示了中尺度渦對海洋吸收大氣CO2的凈增強(qiáng)效應(yīng)及其動(dòng)力-生物耦合機(jī)制，為更準(zhǔn)確地評估全球海洋碳匯提供了科學(xué)依據(jù)和改進(jìn)方向。 　　　　　　　　　　　　　李學(xué)垠（右）與甘波瀾教授 　　該研究成果由物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/未來海洋學(xué)院第四期學(xué)員/海洋與大氣學(xué)院2024級在讀博士研究生李學(xué)垠為第一作者，中國海洋大學(xué)“筑峰工程”第三層次教授甘波瀾為通訊作者，聯(lián)合校內(nèi)外多位專家學(xué)者共同合作完成。研究獲國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“西太平洋地球系統(tǒng)多圈層相互作用”集成項(xiàng)目（92258302）資助。 　　通訊員：侯霞 　　文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt4195 　關(guān)于中國海洋大學(xué)更多的相關(guān)文章請點(diǎn)擊查看　 特別說明：由于各方面情況的不斷調(diào)整與變化，華禹教育網(wǎng)（www.bossanovawear.com）所提供的信息為非商業(yè)性的教育和科研之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，僅供參考，相關(guān)信息敬請以權(quán)威部門公布的正式信息為準(zhǔn)。