青岛日报社/观海新闻10月3日讯 近日，崂山实验室在海洋营养盐循环与气候变化领域取得重要进展，发现在未来气候变暖条件下，由于大西洋经向翻转环流（AMOC）减弱导致的印度-太平洋海洋翻转环流的瞬时响应过程会驱动海洋次表层营养盐的全球再分布，并导致南大洋以外海区海洋上层营养盐的显著减少以及海洋生产力的下降。
该成果以“Transient overturning changes cause an upper-ocean nutrient decline in a warming climate”（《气候变暖背景下海洋翻转环流变异导致海洋上层营养盐下降》）为题，在线发表于国际顶尖学术期刊Nature Communications （《自然·通讯》），并被选为编辑亮点文章。研究成果由崂山实验室孙善同研究员为第一作者和通讯作者，联合加州理工学院Andrew Thompson教授和崂山实验室于际民研究员等共同完成。
伴随着全球海表面温度的升高，海洋生物化学环境也发生着显著的改变，对海洋生态系统产生潜在的威胁。地球系统模拟与古气候记录都表明，气候系统的持续增暖会导致营养盐更多地积聚于南大洋和海洋深层，海洋上层营养盐浓度降低并伴随着海洋初级生产力的下降。传统观点通常将这种跨海盆的营养盐再分布归结于南大洋过程，特别是气候变暖导致的南半球西风的加强以及南大洋深层水上升的增加。然而，近些年理论的发展与高分辨率海洋模拟结果都表明南大洋深层水上升对南大洋西风变化并不敏感，而且这一观点并不能很好地解释海洋上层营养盐的下降。本研究挑战了这一传统观点，并提出在气候变暖背景下由AMOC减弱导致的跨海盆海洋翻转环流瞬时响应过程是造成海洋营养盐全球再分配的主要原因。
气候变暖导致AMOC减弱时，会通过波动过程在印度-太平洋驱动一个与AMOC减弱方向相反的海洋翻转环流异常，这导致更多的印度-太平洋高营养盐深层水向南大洋输送。同时，这一海洋翻转环流异常伴随着海洋等密度面的绝热下沉，从而使得海洋上层营养盐浓度降低并导致海洋初级生产力的下降。研究利用海洋环流-生化耦合模型证实了这一观点。
本项研究工作，通过结合理论与数值模型，系统地阐述了气候变化背景下海洋营养盐循环变化的机理，对于理解过去与未来海洋碳循环的改变及其对气候系统的反馈有重要意义。（青岛日报社/观海新闻见习记者 窦衍凤 通讯员 蓝小谷）
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