2月19日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）蔡樹群研究員團隊與王春在研究員團隊合作，在Science子刊Science Advances上在線發表了題為“Accelerated Internal Tides in a Warming Climate”的研究論文。該研究突破了觀測數據有限的瓶頸，首次揭示了全球變暖將顯著加速內潮的傳播速度,并發現層結的強化效應與上層環流的加速趨勢起著至關重要的作用。LTO副研究員龔延昆為論文第一作者，研究員蔡樹群、研究員王春在為共同通訊作者，研究員陳植武、副研究員許潔馨、副研究員姚玉龍為論文共同作者。
內潮作為深海到淺海能量傳遞的重要機制，能夠跨越數千公里并最終在大陸邊緣和沿海區域釋放能量。內潮的破碎和隨之產生的湍流混合推動了水體的垂直輸運，對全球海洋翻轉環流起到了關鍵作用。然而，以往的研究多集中于區域尺度，時間跨度較短，未能揭示全球范圍內的長期變化規律。隨著氣候變暖的加劇，前人研究表明，上層海洋環流會顯著加速，這一現象可能對海洋內波動力過程產生影響。基于這一背景，研究團隊提出了一個關鍵猜想：全球變暖是否會引發內潮的類似響應？
由于內潮的觀測數據有限，為解決這一科學問題，研究團隊利用第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）模式數據，結合全球高分辨率內潮經驗模型（HRET），評估了1901年至2100年間全球第一模態內潮傳播速度的演變趨勢（圖1）。結果表明，全球平均內潮傳播速度在此期間增加了約10%（約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、東南印度洋與北大西洋等內潮活躍海域均呈現出顯著的加速趨勢（圖2）。與此同時，在全球變暖背景下，內潮加速趨勢由歷史階段（1901年至2014年）的每十年增加0.4厘米/秒，增長至未來情景（2015年至2100年）的每十年增加2.0厘米/秒。進一步的，通過對比全球內潮傳播速度與各海洋要素間的相關性（圖3），證實了內潮加速趨勢主要歸因于全球變暖引發的上層海洋層結增強，而上層環流的加速趨勢對其影響次之。
本研究首次揭示了全球內潮傳播速度的長期加速趨勢，厘清了全球變暖對海洋內波動力過程的深遠影響，為評估氣候變化、內波湍流混合對海洋環流的影響等提供了新視角，對海洋生態系統保護具有重要的參考意義。
該研究由國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目、廣東省自然科學基金、中國科學院項目等共同資助完成。?
論文信息：Gong,Y.,Chen,Z.,Xu,J.,Yao,Y.,Wang,C.*& Cai,S.* (2025). Accelerated Internal Tides in a Warming Climate. Science Advances,11,eadq4577.
文章鏈接：https://doi.org/10.1126/sciadv.adq4577
圖1? 第一模態M2內潮的全球分布特征及其在全球變暖背景下的加速趨勢。（A）第一模態M2內潮引起的海面高度變化。（B）1901年至2100年間，第一模態內潮傳播速度的時間平均值。（C）1901年至2100年間，全球平均內潮速度的變化趨勢。
圖2? 全球不同海域內潮從過去到未來的加速趨勢對比。（A-B）1901-2014年與2015-2100年內潮傳播速度的變化趨勢。（C-H）西北太平洋、北太平洋中部、南太平洋、西南印度洋、東南印度洋與北大西洋等內潮高發海域內潮傳播速度的加速趨勢。
圖3?層結與環流對內潮加速趨勢的影響。(A) 1901年至2100年間全球平均最大浮性頻率的變化趨勢。 (B) 1901年（藍色）至2100年（紅色）全球平均內潮傳播速度與最大浮性頻率之間的相關關系。(C)內潮傳播速度與最大浮性頻率相關系數的全球分布特征。(D-F) 與 (A-C) 類似，但針對密度躍層深度。(G-I) 與 (A-C) 類似，但針對背景環流動能。
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