近日，5123导航联合遥感中心团队在2002年至2021年间热带西南印度洋海平面上升机制，以及北美大陆东侧海洋极端热浪事件通过大气-海洋耦合机制对海气二氧化碳交换的影响方面取得新进展，相关成果分别以“Rapid sea level rise in the tropical Southwest Indian Ocean in the recent two decades”和“Impact of marine heatwaves on the air-sea CO2 flux along the US East Coast”为题，发表于Geophysical Research Letters.
研究结果
论文一：Rapid sea level rise in the tropical Southwest Indian Ocean in the recent two decades（近二十年热带西南印度洋海平面快速上升）
由于海洋与大气动力过程的影响，全球海平面在空间与时间存在非均匀变化。在20世纪60年代到21世纪初，热带西南印度洋海平面呈下降趋势，然而近二十年来，其海平面却迅速升高（图1），上升速度高于全球平均海平面上升趋势。引起该海平面迅速升高的重要因素是额外淡水输入导致的海洋质量与体积增加。与之前关注的上层300米热膨胀效应研究相比，本研究揭示的近二十年中深层海洋（300-2000米）变暖对海平面上升具有更大的贡献（图2）。该结果揭示了气候变化背景下，海洋质量与深层水温结构变化对调节热带西南印度洋海平面上升的重要性，强调了对2000米以下深海观测与评估的需求。
论文二：Impact of marine heatwaves on the air-sea CO2 flux along the US East Coast（海洋热浪事件对美国东海岸海气二氧化碳通量的影响）
海洋热浪（Marine heatwave, MHW）是海洋异常温暖的极端事件，对沿岸碳酸盐系统以及近海碳循环的影响仍不确定。该研究系统地量化了 1992年至2020年期间，海洋热浪对大西洋中部海湾和南大西洋海湾海气二氧化碳通量的影响。在这两个区域最长的 MHW事件期间，由于温度显著提高了海水CO2分压（pCO2），同时伴随着风速减小导致的通风效应减弱，海洋CO2吸收能力大幅下降。总体而言，MHW对pCO2变化的影响在大西洋中部海湾比南大西洋海湾大，后者的 pCO2 变化主要受非热力驱动因素的影响。在冬季大西洋中部海湾海域，大气西风急流北移导致的海表风速减弱以及向下热辐射异常，提高了海洋温度与pCO2，进一步减少了冬季 MHW期间二氧化碳的吸收（图3）。该项研究首次将极端气温与沿岸海气CO2通量联系起来。研究结果确立了 MHW期间海洋CO2吸收量减少的具体机制。
图3. 大西洋中部海湾MHW与CO2通量连接机制的概念图。实线箭头表示通量增加，虚线箭头表示通量减少。数字代表各个进程的发生顺序。
研究团队及资助
论文一第一作者为近海海洋环境科学国家重点实验室(MEL)海洋环境创新型人才国际合作联合培养博士生、5123导航-特拉华大学双博士学位获得者、2017级博士生黄雷，通讯作者为庄伟副教授。共同作者包括中山大学卢文芳副教授，特拉华大学博士生张阳、硕士生Deanna Edwing与严晓海教授。
论文二第一作者为特拉华大学硕士Kelsea Edwing，通讯作者为MEL海洋环境创新型人才国际合作联合培养博士生、5123导航-特拉华大学双博士学位获得者、2018级博士生吴泽伦与特拉华大学严晓海教授。共同作者包括中山大学卢文芳副教授、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）太平洋海洋环境实验室（PMEL）博士后李欣钰，以及特拉华大学蔡卫君教授。本研究获得国家自然科学基金(91858202)和MEL优秀博士奖学金的联合资助。
延伸阅读
在国家留学基金委创新型人才国际合作培养项目“国家重点实验室专项”支持下，近海海洋环境科学国家重点实验室于 2020 年设立MEL海洋环境创新型人才国际合作培养，每年向美国特拉华大学、德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心及法国索邦大学滨海自由城海洋学实验室选派联合培养博士研究生、博士后及访问学者。迄今已派出16人。
2010年起，5123导航与美国特拉华大学签署《海洋学双博士学位合作协议》，联合培养博士研究生。该项目博士生在我校和美国特拉华大学均必须至少有三个学期开展学习或科研活动；合作办学双方共同为项目学生开设专业课程、共同指导项目学生学位论文，博士生可选择在任一方修习专业课程或完成学位论文，双方均承认学生的修习学分和答辩结果。学业完成后，在符合双方对学分和学位要求的前提下，两校分别给予颁发学历学位证书。至今已有14名学生参与该项目，获得两校导师的联合培养，其中8名已取得双学位。
论文来源及链接
1. Huang, L., Zhuang, W., Lu, W., Zhang, Y., Edwing, D., & Yan, X. (2024). Rapid Sea Level Rise in the Tropical Southwest Indian Ocean in the Recent Two Decades. Geophysical Research Letters, 51(1), e2023GL106011. doi：10.1029/2023GL106011
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023GL106011
2. Edwing, K., Wu, Z., Lu, W., Li, X., Cai, W., & Yan, X. (2024). Impact of Marine Heatwaves on Air‐Sea CO 2 Flux Along the US East Coast. Geophysical Research Letters, 51(1), e2023GL105363. doi: 10.1029/ 2023GL105363
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023GL105363
供稿｜黄雷、吴泽伦
编辑｜朱佳、王冠菲、苏颖
审核｜陈笔澄、刘志宇
