近日，5123导航、海洋与地球学院王杉霖教授课题组（MEBM）以“Impacts of ENSO on Tropical Pacific Chlorophyll Biomass under Historical and RCP8.5 Scenarios”为题，在Journal of Geophysical Research: Oceans 期刊上发表最新研究成果。该研究揭示东赤道太平洋上升流区与西赤道太平洋暖池区表层叶绿素生物量对厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）事件的响应机制，同时提出在温室气体高排放的典型浓度路径（Representative Concentration Pathway 8.5, RCP 8.5）气候情景下，东赤道太平洋上升流区海水的显著增温会使表层叶绿素生物量对拉尼娜（La Niña）和厄尔尼诺（El Niño）事件的响应表现出明显的不对称性，并进一步影响浮游植物的群落结构。该成果为ENSO事件及气候变化对赤道太平洋生态系统影响的相关研究提供了新思路。

研究背景

叶绿素浓度所表征的浮游植物生物量对于海洋初级生产和整个海洋生态系统至关重要。营养盐的分布受ENSO主导的物理动力学过程的调控，进而影响叶绿素浓度。然而，受到数据时间长度和空间尺度的限制，ENSO对叶绿素影响的机理分析还不完善。以往研究中的模型预测结果表明，海水变暖不仅使全球海洋（包括热带太平洋）的初级生产力出现明显的下降趋势，同时也会影响ENSO事件的发生频率和强度。因此，ENSO与叶绿素之间的关系是否会发生改变，也是一个值得探讨的问题。但目前仍缺少关于未来情景下ENSO对海洋生态系统影响的研究。

研究结果

研究团队利用具有长时间序列的全球尺度通用地球系统模型大样本数据集（Community Earth System Model Large Ensemble, CESM-LE），系统研究了历史情景和RCP8.5情景下热带太平洋叶绿素对ENSO的响应特征与机制。结果显示，在历史情景下，热带太平洋叶绿素浓度的年际变化主要发生在秘鲁上升流区域（PU）、赤道上升流区域（EU）和西太平洋区域（WP）（图1），且主模态对应的PC1与ENSO存在显著的负相关关系（-0.53, p<0.01）。然而，不同区域的叶绿素浓度异常对ENSO事件的响应机制不同。以La Niña事件为例，在PU和EU区域，局地上升流携带的富营养盐海水促进了叶绿素浓度的增加；在WP区，温跃层进一步加深，下层富营养水体难以穿过较厚的温跃层上升进入上层海洋，表层西向流带来的东太平洋富营养水是WP区域叶绿素浓度增加的主要原因（图2a）。

论文来源及链接

Chen, R., Wu, B., Li, Z., & Wang, S. (2024). Impacts of ENSO on tropical Pacific chlorophyll biomass under historical and RCP8.5 scenarios. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020720.

https://doi.org/10.1029/2023JC020720