中科院海洋所揭秘：海水盐度变化背后的气候秘密
中科院海洋所揭秘：海水盐度变化背后的气候秘密
近日，中国科学院海洋研究所王凡团队在《自然-气候变化》杂志上发表了一项重要研究成果，揭示了大西洋和太平洋之间盐度差异的惊人变化。这项研究不仅展示了海洋盐度变化的复杂性，还为理解全球气候变化提供了新的视角。
什么是海洋盐度？
海洋盐度是指海水中溶解盐类的含量，通常用千分之几（‰）或实用盐度单位（PSU）表示。作为海水的基本特性之一，盐度对海洋环流、气候系统和海洋生物的分布都有重要影响。
盐度变化的最新发现
王凡团队的研究首次定量揭示了20世纪中叶以来大西洋-太平洋盐度差异（APSC）的加强趋势。研究发现，自1965年以来，大西洋盐度总体上升，而太平洋盐度普遍下降。这种趋势在南北半球的副热带地区尤为突出，特别是在北纬20°至40°之间，盐度差异增加了5.9±0.6%。
这一发现意味着大西洋和太平洋之间的“盐度鸿沟”正在加深。这种变化不仅影响了海洋的物理性质，还可能对全球气候系统产生深远影响。
盐度变化的驱动因素
传统观点认为，海洋表面的淡水通量（如降水和蒸发）是影响盐度变化的主要因素。然而，王凡团队的研究表明，除了这些已知因素外，风场和海洋增暖也在盐度变化中扮演着重要角色。
研究团队通过创新的分析方法（热力学模态分解）和模式模拟，揭示了一系列关键发现。首先，风场的长期变化导致风生海洋环流变异，改变了盐分在海洋中的分布。其次，海洋表层变暖导致水团的形成源地向高纬度迁移，进一步影响盐度分布。这些过程共同作用，产生了“盐度再分配”效应，是盐度差异加强趋势及其经向结构形成的关键因素。
盐度变化的影响
盐度差异的加强可能对全球海洋和气候系统产生广泛而深远的影响。研究发现，这种盐度差异的加大可能加剧太平洋的海平面上升趋势。由于淡水比盐水密度低，盐度降低的太平洋可能会经历更显著的海平面上升，这对沿海地区和低洼岛屿构成潜在威胁。
此外，盐度变化还可能增强海洋层化（指海水的物理、化学和生物等特性随深度分层的现象），影响海水的垂直混合。海洋层化的加强可能减少表层和深层水体之间的交换，影响营养物质的输送和海洋生态系统的平衡。这种变化可能对海洋食物链和渔业资源产生深远影响。
更值得关注的是，盐度差异的加强可能加剧太平洋次表层海水的缺氧和酸化问题。海水层化的增强可能减少深层水体的氧气供应，导致某些区域形成缺氧带，威胁海洋生物的生存。同时，海洋酸化的加剧可能对钙化生物（如珊瑚和贝类）造成负面影响，进而影响整个海洋生态系统的稳定性。
盐度与比重的关系
盐度的变化可以通过测量海水的比重来间接反映。根据盐度比重表，海水的比重与其盐度之间存在一定的对应关系。例如，当海水比重为1.025时，其盐度约为32.74‰；当比重增加到1.028时，盐度则上升至36.65‰。
在实际应用中，可以通过测量海水的比重，再结合温度等参数，利用特定的计算公式来推算海水的盐度。这种测量方法简单快捷，常用于现场监测和初步分析。
未来展望
这项研究不仅揭示了大西洋-太平洋盐度差异加强的趋势，还阐明了风生海洋环流变异和水团源地迁移对盐度变化的重要作用。这些发现对改进气候模式、提高气候预测水平具有重要的参考价值。
然而，海洋盐度变化的研究仍有很长的路要走。未来科学家们可能会做的研究有：深入探讨盐度变化对海洋生态系统和全球气候的长期影响；改进气候模型，提高对海洋盐度变化的模拟精度；开发新的观测技术和方法，以获取更全面、精确的海洋盐度数据。
此外，跨学科合作将在其中发挥关键作用。海洋学家、气候科学家、生态学家的共同努力，将有助于我们更全面地理解海洋盐度变化及其对地球系统的影响。
总的来说，海洋盐度变化研究的进展为我们应对全球气候变化提供了新的视角和工具。通过深入理解海洋的变化，我们可以更好地预测和应对未来的环境挑战，为地球的可持续发展贡献力量。