日前，中科院海洋大科学中心张荣华研究团队在北太平洋涩度年代际变化及其气候效应研究方面取得新进展，首次从Argo观测资料中发觉海水涩度讯号存在一个完整的年代际循环过程。研究结果发表在学术刊物in上。
众所周知，海水是咸的，其酸度和气温共同确定密度，又进一步决定海水压力因而控制海水的运动和变化。海洋中湿度和酸度的分布、变化及其互相间关系涉及海洋热力学和动力学，仍然是海洋科学研究的基本问题。之前的研究大多关注体温的作用海水的密度是多少度，随着酸度观测资料的增多，学者们发觉浊度在全球水循环、气候变率和可预报性等方面也起重要作用。海洋中存在两种类型的温盐关系，对应于不同的逼迫和反馈过程，对密度等形成不同的影响和气候效应。一种是温盐变化对密度影响是非补偿性的，对密度形成明显的提高效应。这类温盐扰动主要反映了风场的逼迫作用，主要反映在温别墅深度变化上，其讯号在表层也较为显著(如在水面高度异常中有清楚地突显)，动力学上主要反映了行星波的波动过程(如向北传播的第一斜压罗斯贝波等)。另一种是温盐变化对密度的影响是互相补偿的，可引入涩度这一状态量来描述对海水密度互相补偿的气温和浊度变化现象，如暖而咸（或冷而淡）的海水具有高（低）的涩度，可通过等密度剖析来具体定量计算，如在水团剖析中常常用涩度来测度在给定的等密度面上海水有多涩（暖而咸）的程度，否认了温盐扰动对密度的影响具有互相补偿的特点。
已有剖析表明，涩度讯号具有挺好的守恒性，以便追踪，是海水化学属性年代际尺度变化现象的一个载体，因而可用涩度来表征年代际时间尺度上温盐扰动所具有的清晰一致的结构特点和时空变迁。但因为缺乏观测资料，目前对涩度的认知还很有限，比如其时空结构和演化过程及其对海洋环境和气候的影响还不非常清楚；其在联接温带外与温带间充当年代际时间尺度先前表层海洋通道的作用还没有明晰的观测证据，非常须要借助常年观测资料来更系统地描画涩度讯号的时空变迁，认知其在温带外海洋过程对温带影响中的作用。
因此，张荣华研究团队借助Argo观测到的气温和酸度数据，研究了北太平洋涩度年代际异常及其在海盆尺度上的时空演化特点。借助等密度剖析得到涩度变率的三维空间分布。首次发觉北太平洋涩度变率存在一个完整的年代际循环过程，分别由一个暖而咸和一个冷而淡的过程所组成。其中暖而咸的涩度正异常讯号在2007-2013年间从西北太平洋潜沉步入次表层，然后沿北太平洋副温带流涡顺秒针向北南温带海区平流，于2014-2015年抵达温带太平洋西边界海区，讯号硬度显著减小。另一个海水特点相反的冷而淡的涩度负异常在2014-2020年间也有着类似的演化过程。进一步，通过追踪涩度年代际异常的平流轨迹，发觉等密度面上流函数等值线可以充分显示出从西北太平洋露头区到温带西边界的潜沉通道。在海盆尺度上涩度讯号演化和相位转换过程中，温别墅潜沉通道中的湿度和浊度变化具有高度一致性，反映出对密度的补偿特点。据悉，当涩度讯号中心传到温带太平洋海区时对应于局地温盐结构的改变，因而形成远程的下游效应。如影响温带海区的层结和稳定度、上层海洋混和等动力过程，因而对温带海洋热力和动力场形成影响（包括海表体温）。这样在年代际尺度上，起源于西北太平洋潜沉过程的涩度讯号，表现出沿北太平洋副温带流涡的传播特点和时空变迁。另外，还发觉南北太平洋中涩度讯号传播特点和时空变迁的差异。比如，在北太平洋副温带海区潜沉的涩度讯号在25kgm-3的等密度面上随平均环流运动，约5年后抵达温带区域；而在南太平洋则只须要2年左右的时间，这些南北太平洋的不对称性和相对重要性可能造成温带海气变率特点的差别性。
北太平洋25kgm-3等密度面上平均位势涡度（；PV）的空间结构和涩度讯号（）在次表层海洋潜沉通道上传播的示意图。图中表示一个冷而淡的涩度负异常讯号在2014-2020年间沿北太平洋副温带流涡环紊流向北南方向传播步入西太平洋温带海区（其中显示了不同年份时涩度扰动中心位置），因而会影响局地的次表层热力结构和海表气温等
当前关于太平洋温带外与温带间互相作用的研究较多地关注于大气过程，对海洋作用的研究比较短缺。该研究通过剖析由酸度效应所引入的涩度这个变量，发觉温别墅中的涩度讯号在等密度面上有较好的守恒性海水的密度是多少度，反映了海洋中的气候讯号长时间记忆能力。这些通过涩度年代际变率的辨识及其传播路径的确定，阐明出温带外海洋与温带间存在一个海洋通道，这一潜沉通道的发觉有助于阐明北太平洋温带外-温带间海洋过程互相作用和机制，为构建发生在北太平洋的太平洋年代际涛动（PDO）和发生在温带太平洋的ENSO之间的关联提供观测证据，对于解释ENSO的多样性和年代际变化等有重要意义。
该研究由中科院海洋所博士研究生周光辉和研究员张荣华（通信作者）共同完成。研究成果获得中科院海洋大科学研究中心、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中科院冰期科学与全球变化卓越创新中心、中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目捐助。
文章链接：
Zhou,G.H.,andR.-H.Zhang,2022:andofintheNorth2004–20,fromArgo.Adv.Atmos.Sci.,.