Science Advances发文揭示全球变暖加速海洋内潮

　　

2月19日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）蔡树群研究员团队与王春在研究员团队合作，在Science子刊Science Advances上在线发表了题为“Accelerated Internal Tides in a Warming Climate”的研究论文。该研究突破了观测数据有限的瓶颈，首次揭示了全球变暖将显著加速内潮的传播速度,并发现层结的强化效应与上层环流的加速趋势起着至关重要的作用。LTO副研究员龚延昆为论文第一作者，研究员蔡树群、研究员王春在为共同通讯作者，研究员陈植武、副研究员许洁馨、副研究员姚玉龙为论文共同作者。

内潮作为深海到浅海能量传递的重要机制，能够跨越数千公里并最终在大陆边缘和沿海区域释放能量。内潮的破碎和随之产生的湍流混合推动了水体的垂直输运，对全球海洋翻转环流起到了关键作用。然而，以往的研究多集中于区域尺度，时间跨度较短，未能揭示全球范围内的长期变化规律。随着气候变暖的加剧，前人研究表明，上层海洋环流会显著加速，这一现象可能对海洋内波动力过程产生影响。基于这一背景，研究团队提出了一个关键猜想：全球变暖是否会引发内潮的类似响应？

由于内潮的观测数据有限，为解决这一科学问题，研究团队利用第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）模式数据，结合全球高分辨率内潮经验模型（HRET），评估了1901年至2100年间全球第一模态内潮传播速度的演变趋势（图1）。结果表明，全球平均内潮传播速度在此期间增加了约10%（约20厘米/秒），并在西北太平洋、北太平洋中部、南太平洋、西南印度洋、东南印度洋与北大西洋等内潮活跃海域均呈现出显著的加速趋势（图2）。与此同时，在全球变暖背景下，内潮加速趋势由历史阶段（1901年至2014年）的每十年增加0.4厘米/秒，增长至未来情景（2015年至2100年）的每十年增加2.0厘米/秒。进一步的，通过对比全球内潮传播速度与各海洋要素间的相关性（图3），证实了内潮加速趋势主要归因于全球变暖引发的上层海洋层结增强，而上层环流的加速趋势对其影响次之。

本研究首次揭示了全球内潮传播速度的长期加速趋势，厘清了全球变暖对海洋内波动力过程的深远影响，为评估气候变化、内波湍流混合对海洋环流的影响等提供了新视角，对海洋生态系统保护具有重要的参考意义。

该研究由国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、广东省自然科学基金、中国科学院项目等共同资助完成。?

论文信息：Gong,Y.,Chen,Z.,Xu,J.,Yao,Y.,Wang,C.*& Cai,S.* (2025). Accelerated Internal Tides in a Warming Climate. Science Advances,11,eadq4577.

文章链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.adq4577

图1? 第一模态M2内潮的全球分布特征及其在全球变暖背景下的加速趋势。（A）第一模态M2内潮引起的海面高度变化。（B）1901年至2100年间，第一模态内潮传播速度的时间平均值。（C）1901年至2100年间，全球平均内潮速度的变化趋势。

图2? 全球不同海域内潮从过去到未来的加速趋势对比。（A-B）1901-2014年与2015-2100年内潮传播速度的变化趋势。（C-H）西北太平洋、北太平洋中部、南太平洋、西南印度洋、东南印度洋与北大西洋等内潮高发海域内潮传播速度的加速趋势。

图3?层结与环流对内潮加速趋势的影响。(A) 1901年至2100年间全球平均最大浮性频率的变化趋势。 (B) 1901年（蓝色）至2100年（红色）全球平均内潮传播速度与最大浮性频率之间的相关关系。(C)内潮传播速度与最大浮性频率相关系数的全球分布特征。(D-F) 与 (A-C) 类似，但针对密度跃层深度。(G-I) 与 (A-C) 类似，但针对背景环流动能。