我國完整揭示西太平洋暖池溫鹽結(jié)構(gòu) 山東海洋科技迅猛發(fā)展填補十年空白

國際海洋科技領(lǐng)域從“跟跑”到“領(lǐng)跑”推動山東省海洋強省建設(shè)

我國完整揭示西太平洋暖池溫鹽結(jié)構(gòu) 山東海洋科技迅猛發(fā)展填補十年空白

7月2日，在山東省科技創(chuàng)新大會上，中國科學(xué)院海洋研究所王凡研究員團隊的成果項目“熱帶西太平洋暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)與變異的關(guān)鍵過程和氣候效應(yīng)”獲得了山東省自然科學(xué)一等獎。該獎項是山東省內(nèi)基礎(chǔ)科學(xué)研究成果的最高級別獎勵。這是山東省海洋科學(xué)界過去10年來首次獲得該獎項，凸顯了近年來我省海洋科學(xué)研究領(lǐng)域的迅猛發(fā)展。歷時十年，該項目發(fā)布了我國第一個全球格點化海洋溫鹽資料集，被國際同行廣泛應(yīng)用。并引領(lǐng)著對暖池的科學(xué)認識由“準二維”向三維的發(fā)展，初步奠定了我國在該領(lǐng)域的國際領(lǐng)跑地位。

熱帶西太平洋是我國經(jīng)濟活動和國防安全的關(guān)鍵區(qū)域。該項目取得的科學(xué)突破顯著提高了我國對熱帶西太平洋的海洋、氣候和生態(tài)環(huán)境變化的預(yù)報能力，將為我國的國際政治經(jīng)濟活動提供有力的信息支持。由于地緣政治方面的重要性，熱帶西太平洋也是世界海洋科技強國競相開展研究的熱點區(qū)域。該項目取得的學(xué)術(shù)成績，加強了我國在相關(guān)學(xué)界領(lǐng)域的國際影響力和話語權(quán)，推動了由我國發(fā)起并主導(dǎo)的第一個“西北太平洋海洋環(huán)流與氣候?qū)嶒灒∟POCE）”國際合作計劃的實施，為落實“以科技創(chuàng)新引領(lǐng)海洋強國建設(shè)”和“山東省海洋強省建設(shè)”發(fā)揮了重要的先導(dǎo)作用。

國際海洋強國競相研究的熱點

熱帶西太平洋暖池（以下簡稱“暖池”）是全球海洋最大的暖水區(qū)域，其高海溫促進了大氣強烈的對流運動，是驅(qū)動熱帶大氣環(huán)流的主要熱源，也是東亞季風(fēng)和厄爾尼諾現(xiàn)象的策源地。這一海域存在著非常復(fù)雜的洋流結(jié)構(gòu)，西太平洋暖池擁有巨大的熱量，它的微弱變化可能會引起全球氣候的巨大變化并引發(fā)厄爾尼諾或者拉尼娜現(xiàn)象的發(fā)生。

據(jù)悉，暖池的溫度和鹽度結(jié)構(gòu)（簡稱“熱鹽結(jié)構(gòu)”）是維持其表層高海溫的關(guān)鍵，而其溫度和鹽度的變異則能導(dǎo)致多種重要氣候現(xiàn)象。暖池儲存的大量熱水，只要有一小部分流動到東太平洋，就會引發(fā)厄爾尼諾現(xiàn)象，改變世界各地的天氣格局。因此，暖池的熱鹽結(jié)構(gòu)、變異機理和氣候效應(yīng)具有極高的科學(xué)研究價值和現(xiàn)實意義，是現(xiàn)代海洋學(xué)和氣候?qū)W的研究熱點。

中科院海洋所研究員李元龍告訴記者，“我國很多洪澇、干旱、臺風(fēng)等災(zāi)害都與暖池的變化息息相關(guān)。所以暖池的研究對于氣候變化、科學(xué)認識，還有災(zāi)害預(yù)警都是非常重要的，而暖池這個區(qū)域也是目前國際海洋科技強國競相研究的對象，比如美國、日本、澳大利亞、法國等，我們國家現(xiàn)在也是非常重視暖池的研究，它的研究進展和突破有助于提高我國在國際科技界的話語權(quán)和和影響力。”

揭示我國華南降水變化的原因

“以往對暖池結(jié)構(gòu)的認識主要局限在表層溫度的‘準二維’分布，但對于海面以下的深層結(jié)構(gòu)和鹽度結(jié)構(gòu)并不了解，也就無法深入理解暖池高海溫的維持機制和引起氣候變化的原理。”李元龍表示，對此，研究團隊在國家“973”計劃（基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃）和自然科學(xué)基金委的支持下，歷經(jīng)多年的探索和研究，實現(xiàn)了對暖池核心的全深度潛標觀測，獲取了溫度、鹽度和海流的連續(xù)觀測資料，在暖池內(nèi)部發(fā)現(xiàn)并命名了新的水團“北太平洋熱帶次表層水”，并發(fā)現(xiàn)了豐富的中小尺度（直徑小于1000公里）熱鹽結(jié)構(gòu)，從而完整刻畫出暖池的三維熱鹽結(jié)構(gòu)。

“在此基礎(chǔ)上，研究團隊還揭示了暖池溫鹽變異的主要機理，并發(fā)現(xiàn)了暖池溫鹽變異對厄爾尼諾現(xiàn)象和我國華南降水變化的重要影響，揭示了暖池的鹽度變化影響厄爾尼諾事件發(fā)展的完整過程，闡釋了暖池海溫異常增暖造成我國華南秋季嚴重干旱的機理，為科學(xué)預(yù)測和應(yīng)對這些氣候災(zāi)害提供了新的科學(xué)依據(jù)。”李元龍告訴記者，“同時，研究團隊還提出了新的歷史數(shù)據(jù)訂正方案，有效提高了暖池乃至全球海洋溫鹽資料的質(zhì)量，發(fā)展出了新型的氣候變化預(yù)報系統(tǒng)，顯著提高了對近年來發(fā)生的厄爾尼諾事件的預(yù)報能力。”

新型模式可預(yù)測厄爾尼諾事件

“熱帶西太平洋海域位于太平洋的西部，在我國的東南方向，菲律賓、印尼等幾個國家都在此范圍之內(nèi)。而且它位于我國的第二島鏈，對于我國政治、經(jīng)濟、軍事等都是非常重要的一個區(qū)域，同時也是我國提出的‘海上絲綢之路’倡議的主要起點，可以說是我國‘海洋生命線’上的重要節(jié)點。而暖池相當于全球氣候變化的‘心臟’，無論是從海洋還是氣候方面來看，它都是一個全球關(guān)注的熱點。”據(jù)李元龍介紹，“厄爾尼諾的預(yù)報一直以來都是一個國際科學(xué)難題。一般來說只能提前大約4個月預(yù)測，而我們發(fā)展出的新型模式可以提高到半年左右。如果對厄爾尼諾的預(yù)報比較精準的話，那么它的影響就可以比較容易推算出來，比如說可以定性的去推算今年南方是旱還是澇。2014年幾乎國際上的科研機構(gòu)都預(yù)測會發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象，結(jié)果卻并沒有發(fā)生；而2015年并沒有研究機構(gòu)預(yù)測顯示，結(jié)果卻出現(xiàn)了很強的厄爾尼諾現(xiàn)象。這就說明很多預(yù)報模式都存在一定缺陷。”

“通過組織現(xiàn)場觀測，投放深海潛標，我們將暖池的科學(xué)認識由‘準二維’轉(zhuǎn)向三維發(fā)展，這樣就有溫度、鹽度和海流的同步連續(xù)觀測。基于這些觀測的資料和大量細致的分析，我們對暖池的三維熱鹽結(jié)構(gòu)和變異有了清楚的認識，從而提出了一個新型的氣候預(yù)報模式，目前已經(jīng)進入常規(guī)業(yè)務(wù)化運用，預(yù)報結(jié)果多次被我國氣象部門、國家預(yù)報中心采用。”李元龍表示，“我們提出的這個新型預(yù)報系統(tǒng)，精準預(yù)測到了最近幾次較強的厄爾尼諾事件。”

青島財經(jīng)日報／青島財經(jīng)網(wǎng)記者 李倚慰