新研究發現太陽活動“操控”深海氣候變化

太陽對地球的影響，或許比我們想象得更深。9月9日，記者從中國科學院海洋研究所獲悉，該所深海動力學研究組發現，太陽活動不僅影響地球表面的冷暖，還能“操控”深海的氣候變化。該新研究顯示：太陽11年活動周期對北太平洋東部副熱帶模態水具有顯著調節作用，這為將太陽活動這一可預報的外部強迫源納入年代際氣候預測提供了新的鏈條。相關成果近日發表于國際學術期刊《地球物理研究通訊》。

在海洋次表層，有一些垂向性質近乎均勻的水團，被稱為模態水。它們像是海洋內部熱量和碳的“儲藏室”和“搬運工”：冬季形成后潛沉至永久性溫躍層，將表層熱量、碳等示蹤物帶入海洋深處，為氣候變化信號進入深海提供重要通道。其中，北太平洋東部副熱帶模態水連接副熱帶與熱帶，在氣候系統中扮演著多重重要角色。

研究團隊基于長達八十年的海洋再分析資料和相關試驗，首次揭示了太陽活動周期對北太平洋東部副熱帶模態水體積的穩健調制。結果顯示，太陽活動極大期后一至兩年，該模態水形成受到明顯抑制；反之，太陽活動極小期則有利于其體積增加。

這背后的機制并非太陽熱量直接加熱海洋那么簡單。中國科學院海洋研究所研究員汪嘉寧介紹，高太陽活動通過“自上而下”的平流層—對流層耦合路徑，使阿留申低壓增強。這一變化導致北太平洋東部副熱帶模態水形成區的風應力減弱、海洋熱損失減少，冬季混合層變淺；同時，氣旋性風應力異常驅動埃克曼上升流，進一步阻礙水體向下潛沉。兩者共同作用使潛沉率降低，直接限制了模態水的生成量。

有趣的是，太陽—模態水關系的強度并非恒定。研究發現，這一關系強度受到大西洋多年代際振蕩（AMO）的顯著調節。AMO暖位相期間，海氣耦合增強，海洋混合層對大氣強迫的敏感性提高，太陽信號在北太平洋東部副熱帶模態水變率中被明顯放大；而在AMO冷位相期間，這種關系較弱甚至難以檢測。這一發現也解釋了為何自20世紀90年代以來，太陽活動在氣候中的印記尤為顯著。

該研究厘清了太陽活動影響北太平洋東部副熱帶模態水形成的關鍵路徑，這為提升年代際氣候預測能力、深入理解深海氣候變化規律提供了新視角。