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    近日,华东师范大学河口海岸学国家重点实验室在气候变化和人类活动双重压力驱动下的三角洲冲淤状态转换过程研究中取得新进展,揭示了流域输沙量减少和海洋风暴加强背景下波浪在水下三角洲侵蚀过程的关键作用,阐明气候变化背景下全球水下三角洲普遍存在的隐性退化风险。

    三角洲作为重要的河口海岸子系统和全球经济社会发展的核心地带,其可持续发展被列为国际未来地球海岸计划五大“科学热点”问题之一。由华东师大河口海岸学国家重点实验室牵头发起的“大河三角洲计划”是联合国“海洋十年”首批入选的65个行动方案之一,旨在为可持续问题寻求解决方案。

    近年来,在气候暖化、海平面上升和人类活动加剧的影响下,全球越来越多的河口三角洲出现由淤转冲的快速状态转换,其物理增长潜力和对经济社会可持续发展的支撑力都受到严峻挑战。针对这一问题,研究团队以江苏北部废黄河三角洲为典型研究区,综合运用历史水下地形数据、气象再分析数据、长周期沉积动力学观测以及沉积物输运和地貌演化数值模拟等手段,对废黄河三角洲物源断绝后近百年来的地貌演化过程进行深入探究,揭示了波浪在水下三角洲侵蚀过程中的关键作用,发现潮汐、风、波浪耦合作用是造成三角洲出现大范围侵蚀的根本原因。在此基础上,团队利用过去40年间全球气候再分析数据和河流输沙数据,构建优化统计指标分析全球主要三角洲的水下侵蚀风险,首次阐明气候变化背景下全球水下三角洲普遍存在隐性退化风险,并识别出在陆源沉积物输入锐减和区域性波浪增强的双重影响下,全球水下三角洲高侵蚀风险区主要集中在东亚、地中海和墨西哥湾沿岸。

    上述成果改变了以前主要依赖遥感和地表观测来评估三角洲地貌稳定性的传统认识,强调长周期水下地形地貌监测对于三角洲地貌稳定性评估的重要性,为气候变化背景下全球三角洲地貌系统脆弱性评估提供了新手段。同时,研究建立的三角洲水下侵蚀风险指标体系,有望为区域性三角洲地貌研究和海岸防护提供有效分析手段。

    相关成果近日以“流域输沙量减少和海洋风暴加强导致的全球水下三角洲隐性退化”为题发表于《科学进展》期刊。

    来源机构: 中国自然资源报 | 点击量:11
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    近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)杜岩研究员团队揭示了年周期罗斯贝波对阿拉伯海海盆尺度盐度锋形成的调制作用,相关成果以硕士生朱洁超为第一作者,张玉红研究员为通讯作者发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。

    北印度洋的阿拉伯海和孟加拉湾两个海盆之间的海水盐度存在显著差异。受周边干燥气候的影响,阿拉伯海全年净失淡水,海表盐度具有副热带高盐水的特征;孟加拉湾降水丰富,且在周边热带季风气候的影响下,有大量的河流淡水输入,海表盐度偏低。随季节改变流动方向的季风环流引起海盆间水体交换,在局地盐度平衡中起着重要作用。冬季风期间,逆时针流动的季风环流系统将来自孟加拉湾的低盐水输送到阿拉伯海东南部海域,然后在阿拉伯海海盆环流的输送下实现局地盐度平衡。

    本工作利用SMAP卫星观测数据集和模式结果,揭示了来自孟加拉湾的低盐水在阿拉伯海内部输送过程中形成的春季盐度锋面,并解释了其动力机制。分析结果表明,冬季风期间,在沿岸逆时针传播的下沉开尔文波的影响下,孟加拉湾的低盐度水被输送到阿拉伯海东南部海域。之后,部分沿岸开尔文波反射成为向西传播的罗斯贝波,造成传播路径上海平面高度增加,形成显著的海表面高度梯度,驱动地转流。位于南侧的西向海流将低盐水向西输送。进入阿拉伯海内部的低盐水和局地高盐水相遇,在水团交界处形成显著的盐度锋面。由于罗斯贝波的相速度随纬度增加而减小,低盐水的输送速率也随纬度增加而减小,盐度锋面呈现出东北-西南的走向。每年3月份,当低盐水被输送到索马里海岸附近(~5°N)时,阿拉伯海形成了横跨海盆的盐度锋面,海表锋线长度达2500公里。位于海盆中部的锋面能够维持到5月份,在西南季风爆发后逐渐向南移动并瓦解。

    利用连续分层线性海洋模式(LOM)探究阿拉伯海海盆尺度盐度锋面形成的动力机制,结果表明,海洋第一和第二模态斜压罗斯贝波共同作用导致了阿拉伯海内部的环流调整和盐度输送。其中,第二模态的贡献超过第一模态。在阿拉伯海南部海域(56°E~75°E, 9°N~11°N),第一模态斜压罗斯贝波引起的海表面高度标准差仅为第二模态的60%。

    阿拉伯海的海盆尺度盐度锋面出现在热带海域,该区域的海表温度相对均匀,与副热带或高纬度海域的温度差异主导的海洋锋面有所不同。该盐度锋面横跨阿拉伯海南部海盆,并持续近一个季度的时间,可能对局地的盐度平衡和海气交换产生重要影响。

    该研究由国家自然科学基金、广东省自然科学基金和中国科学院项目等共同资助完成。

    相关论文信息:Zhu, J., Zhang, Y., Huang, K., Xia, Y., & Du, Y. (2024). Modulation of annual Rossby waves on the formation of basin-wide salinity fronts. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020634.

    文章链接:https://doi.org/10.1029/2023JC020634

    来源机构: 中科院南海海洋研究所 | 点击量:7
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    近日,中国科学院海洋研究所藻类与藻类生物技术团队在雨生红球藻不动细胞快速萌动分裂调控研究中取得新进展,发现该藻通过线粒体交替氧化酶(AOX)途径加快能量代谢,拉动物质代谢流快速运转,从而提高不动细胞快速萌动分裂的新机制。相关成果发表于国际TOP学术期刊Bioresource Technology。

    红球藻作为生产天然虾青素的最佳生物来源而备受关注,以往研究多关注游动细胞转变为不动细胞并大量积累虾青素过程及其调控机制,鲜有对其细胞生长繁殖机制的深入探讨。海洋所藻类生物技术团队从不动细胞可快速萌动分裂释放多个游动细胞的现象入手研究,发现线粒体AOX途径活性在该过程发挥着重要调节作用。

    在红球藻萌动分裂过程中,伴随着红色不动细胞内积累的碳水化合物和油滴分解,大量还原能NAD(P)H和FADH2产生。AOX在维持细胞氧化还原状态——NAD(P)+/NAD(P)H和GSSG/GSH中发挥重要平衡作用。偶联跨膜质子梯度的细胞色素(COX)途径可维持基本能量ATP产销平衡,而非磷酸化的AOX活性增加可快速消耗还原能,有效拉动呼吸代谢途径的快速运转,为细胞氨基酸、蛋白质和核苷酸合成提供更多的碳骨架底物。AOX途径的上调可抑制脱落酸合成与信号转导途径,从而促进激活系列代谢活动。AOX至少还额外提供部分ATP,满足萌动分裂过程的能量消耗;同时,伴随AOX上调产生的大量热量可有效提高胞内温度,更有利于各种酶活性的增加,进一步加快系列代谢途径的高效运转,有利于细胞分裂。

    本研究与团队2022发表在《Bioresource Technology》的另一篇论文“A strategy for promoting carbon flux into fatty acid and astaxanthin biosynthesis by inhibiting the alternative oxidase respiratory pathway in Haematococcus pluvialis”一起,可为红球藻资源开发研究开辟新视角,有望为产业可持续发展提供新原理、技术和开发模式。

    实验海洋生物学重点实验室硕士生李菁为论文第一作者,刘建国研究员为论文通讯作者,张立涛副研究员等参与了相关工作。研究得到了中国科学院B类战略性先导科技专项、山东省项目、国家自然科学基金等项目资助。

    论文链接:

    Jing Li, Litao Zhang, Wenjie Yu, Mengjie Zhang, Feng Chen, Jianguo Liu*, Mitochondrial alternative oxidase pathway accelerates non-motile cell germination by enhancing respiratory carbon metabolism and maintaining redox poise in Haematococcus pluvialis, Bioresource Technology, 2024, 402: 130729.

    https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130729

    来源机构: 中科院海洋研究所 | 点击量:3
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    近日,中国科学院海洋研究所藻类与藻类生物技术团队在小球藻资源高质化开发研究中取得新进展。团队研究发现亚硒酸钠不仅促进小球藻生长以及蛋白质和可溶性糖的含量,而且提高藻体中的硒蛋白含量和抗氧化酶系统活性。相关成果发表于TOP学术期刊Aquaculture。

    硒是人体代谢必需的重要微量元素之一,但自然界的无机硒却具有很强的毒副作用,不能食用过量,相反有机硒不仅有较高的生物活性和生物利用率,食用也安全可靠。重要经济微藻小球藻因其生长速度快、蛋白含量高且对硒的结合率和转化率较高,具有富集有机蛋白硒的巨大潜力。以往研究重点关注无机硒对小球藻生长及光合作用等生理过程的影响,但对其产品品质的提升效果及其作用机制鲜有报道。

    本研究表明,亚硒酸钠可增强小球藻呼吸代谢,促进三羧酸循环(TCA)和磷酸戊糖途径(PPP),可为细胞生长等生理过程提供充足能量,同时草酰乙酸和α-酮戊二酸等中间代谢产物为氨基酸合成前体,由此促进蛋白质合成、加快细胞生长。亚硒酸钠可促进糖异生过程,将更多的非糖物质转化为糖类,同时乙酰辅酶A合成酶基因表达上调,丙酮酸含量减少,使得更多的乙酸钠被转化为乙酰辅酶A,促进乙酸钠的同化。磷酸丝氨酰tRNA激酶在硒蛋白合成途径中起关键作用,其基因的高效表达,也意味着硒代半胱氨酸合成升高。 

    研究成果阐述了亚硒酸钠对异养小球藻的生理影响并诠释了相关机制,为小球藻资源高质化生产提供了新思路和新方法,有助于扩大小球藻在食品、医药保健和化妆品等行业领域的应用市场。

    海洋研究所博士研究生上官晶晶为本研究论文第一作者,刘建国研究员为通讯作者,杨娜副研究员和张立涛副研究员为研究做出了重要贡献。研究得到了中国科学院B类战略性先导科技专项、山东省项目、黄河三角洲农业高新技术产业示范区科技项目等资助。

    论文链接:

    Jingjing Shangguan, Na Yang, Litao Zhang, Yueming Li, Jianchun Xu, Xiuluan Xia, Bingzheng Xu, Jianguo Liu (2024) Sodium selenite enhances the production of functional proteins and biomass in Chlorella pyrenoidosa 038F by promoting acetate assimilation under heterotrophic cultivation. Aquaculture, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2024.740987

    来源机构: 中科院海洋研究所 | 点击量:5
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    近日,自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室姚政权研究员、石学法研究员等和比利时鲁汶大学尹秋珍教授、中国科学院地质与地球物理研究所郭正堂院士、南京大学陈天宇教授、中国科学院海洋研究所南青云研究员、俄罗斯科科学院远东分院太平洋研究所?Gorbarenko教授团队、瑞士洛桑大学?Jaccard教授等国内外科学家合作,在亚北极太平洋 调控全球大气 CO2变化机制研究方面取得新突破,研究成果以“冰盖和岁差控制的过去55万年以来亚北极太平洋生产力与上涌变化(Ice sheet and precession controlled subarctic Pacific productivity and upwelling over the last 550,000 years)”为题,发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上。姚政权研究员为第一作者和通讯作者,石学法研究员和尹秋珍教授为共同通讯作者。

    第四纪时期大气二氧化碳浓度表现出显著的冰期-间冰期旋回变化,其幅度最大可达100 ppmv,揭示其变化及机制一直是地球科学界关注的前沿科学问题。在过去的几十年中,科研人员对过去冰期旋回中大气二氧化碳浓度变化及机制进行了深入研究,基本确立了极地及亚极地高纬度海洋,特别是南大洋在调控大气二氧化碳浓度变化中的关键作用。然而,亚北极太平洋作为全球最大的呼吸碳库,在全球碳循环及大气二氧化碳浓度变化中的贡献并未受到足够的重视。

    近年来,自然资源部第一海洋研究所科研人员通过与俄罗斯科科学院远东分院太平洋研究所科学家合作,对亚北极太平洋开展了联合调查研究。通过对取自西北太平洋皇帝海山一支长7.6 m的沉积岩芯( LV76-16-1)进行高分辨率年代学、沉积学、地球化学等综合分析研究,重建了过去55万年以来西北太平洋古生产力与海水上涌变化历史。研究结果显示,该区域生产力和上涌变化呈现显著的冰期-间冰期及轨道周期变化特征,不仅包含100 ka和40 ka周期,还具有显著的20 ka的岁差周期特征。结合数值模拟结果发现,冰盖变化与岁差是造成上述变化的主要控制因素。在间冰期气候温暖且北极夏季日照强烈时,北半球西风带增强和/或北移导致了亚北极太平洋区域富营养盐水体的上涌增强,从而促进了海洋初级生产力的增加。这一增强的上升流不仅提供了丰富的养分,还促使之前封存于北太平洋深海中的二氧化碳释放至大气中,进而显著影响了全球碳循环和气候变化。

    研究说明在晚第四纪冰期旋回中,尤其是在2万年时间尺度上,北半球西风驱动的亚北极太平洋水体上涌过程对大气中二氧化碳浓度变化具有重要的调控作用。这一认识强调了亚北极太平洋在全球碳循环中的角色,对南大洋作为主要碳源的传统观点提出了挑战。该成果不仅填补了对亚北极太平洋在全球碳循环中作用的认识空白,也为应对未来全球变暖下的气候变化提供了重要的科学依据。

    上述研究工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者攀登计划等项目的资助,这是自然资源部第一海洋研究所姚政权研究员和石学法研究员等继去年在亚洲季风与高低纬相互作用机制研究后(Yao et al., 2023, Nature Communications),在极地-亚极地高纬度海洋对全球气候影响研究方面取得的又一重要成果。论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-47871-8。

    来源机构: 国家海洋局第一海洋所 | 点击量:6
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    近日,中国科学院海洋研究所藻类与藻类生物技术团队在海菖蒲海草床修复和改善海底基质微生物群落结构方面取得新进展,相关理论成果发表于国际环境科学与生态学Top期刊Journal of Environmental Management。

    海草床是重要的海洋生态系统和蓝色碳汇资源,为众多海洋生物提供栖息、生存和繁衍场所与食物,在维持海洋生物多样性、生态系统稳定性、渔业资源量、地球碳氮氧循环平衡以及固碳增汇过程中都发挥着不可替代的重要作用。海菖蒲(Enhalus acoroides)是全球个体最大的海草种类,也是热带海草床主要的优势物种和印太交汇区特有物种。近年来,全球海菖蒲等海草床资源量急剧减少,传统的生态保护策略不仅被动、缓慢且恢复效果不确定,前人报道自然恢复0.25 平方米的海菖蒲海草床大约需10年,亟待改变策略从单纯被动地保护转变成更加主动地人工修复。

    本研究采用移栽途径对海菖蒲海草床进行人工修复,并连续3年原位跟踪监测了移栽后海菖蒲的生长变化规律,同时与海草自然恢复和环境效应进行了对比。结果发现,人工移栽海草植株数和地上生物量分别增加了13倍和15.9倍,而自然原位海菖蒲仅增加了3.3倍和5.3倍,证实人工移栽组的海草恢复速率明显快于原位海草组的自然恢复速率。同时,发现人工移栽明显提高了海底沉积物中的微生物多样性和群落丰富度。

    实验海洋生物学重点实验室李虎助理研究员为上述研究成果第一作者,刘建国研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院B类战略先导科技专项和中国科学院国际合作局国际伙伴计划“一带一路”专项等联合资助。

    文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120996

    来源机构: 中科院海洋研究所 | 点击量:5
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    海洋无脊椎动物与其体内外共附生微生物组成共生功能体,后者能够影响宿主的变态发育和繁殖。然而,目前对微生物在灾害水母变态发育和繁殖等生活史过程中的作用机制缺乏认识。

    基于宏基因组学研究揭示了海月水母横裂生殖过程共附生微生物组多样性以及关键功能基因变化。组装了涵盖变形菌门和弯曲菌门在内的43个高质量宏基因组组装基因组(MAGs)。研究表明横裂生殖过程不同生活史阶段间共附生微生物发生重组,其功能发生显著改变。发现在海月水母丧失摄食能力时期,其共附生微生物组中与氨基酸、维生素和辅因子生物合成以及碳固定过程相关的基因丰度显著升高,表明海月水母共附生微生物具有参与宿主关键营养合成的功能潜力。识别4种真核样蛋白结构域、3种细菌分泌系统和2种抗病毒防御系统可能在海月水母横裂生殖过程微生物定植中发挥重要作用。该研究为揭示横裂生殖过程中水母与微生物互作机制提供了新认识,论文在国际微生物生态学学会期刊《ISME Communications》上发表(Peng et al.,2024,ISME Communications)。

     基于灭菌处理手段,结合生理指标测定、16S rRNA基因扩增子测序、转录组测序、单细胞转录组测序和代谢组测序等技术,深入研究了海月水母横裂生殖过程中共附生微生物对水母变态发育的影响机制。研究发现灭菌处理延迟了横裂生殖启动,造成了横裂体裂节数和释放碟状体数目显著减少,而这些异常可以通过原生微生物群落的重新定植来恢复。功能预测揭示了海月水母共附生蓝细菌可能参与合成视黄醛并进而影响视黄酸信号级联,从而驱动横裂生殖启动过程。另外,发现海月水母水螅体共附生微生物群可能通过调控刺细胞动态影响海月水母的摄食行为。该研究提供了微生物调控海月水母早期生活史关键过程的新认知,为微生物防控水母暴发技术研发提供了重要参考,论文在Cell旗下综合性期刊《iScience》上发表(Peng et al.,2023,iScience)。

    中国科学院烟台海岸带研究所博士研究生彭赛君为论文第一作者,董志军研究员为论文通讯作者。上述研究工作得到国家自然科学基金委山东联合基金、中国科学院战略性先导科技专项、泰山学者青年专家等项目支持。

    相关论文: 

    Peng S.,Ye L.,Li Y.,Wang F.,Sun T.,Wang L.,Zhao J.,Dong Z.* 2024. Metagenomic insights into jellyfish-associated microbiome dynamics during metamorphosis.ISME Communications 4: ycae036. https://doi.org/10.1093/ismeco/ycae036

    Peng S.#,Ye L.#,Li Y.,Wang F.,Sun T.,Wang L.,Hao W.,Zhao J.,Dong Z.* 2023. Microbiota regulates life cycle transition and nematocyte dynamics in jellyfish.iScience 26: 108444. https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108444

    来源机构: 中科院烟台海岸带研究所 | 点击量:8
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    蓝藻水华对海岸带水体安全造成了严重威胁。藻蓝蛋白是蓝藻特有色素,其浓度能较好表征蓝藻生物量、指示蓝藻爆发,是蓝藻水华及水体富营养化监测的重点关注指标。近期,中国科学院烟台海岸带研究所陈令新研究员团队报道了分子印迹表面增强拉曼散射(MI-SERS)传感器检测藻蓝蛋白的相关成果,以“Molecular Imprinting-Based SERS Detection Strategy for the Large-Size Protein Quantitation and Curbing Non-Specific Recognition”为题发表在Analytical Chemistry(2024,96,6417−6425)上。

    MI-SERS传感器将具有构效预定性、识别特异性和广泛适用性的分子印迹聚合物(MIPs)作为识别和转导元件,结合SERS光谱检测技术的指纹识别、无损、高灵敏和快速的特性,提高了传感器的分析性能,为复杂基质痕量分析提供了新方法。高分子量、高传质阻力、低拉曼活性和复杂结构、容易失活等问题使大尺寸蛋白质(≥10nm,例如,藻蓝蛋白,110 kDa)的SERS精准定量面临极大挑战。此外,MIPs的非特异性识别对传感器灵敏度和准确性造成很大干扰。

    因此,研究团队发展了基于分子印迹的SERS检测策略用于藻蓝蛋白的定量和抑制非特异性识别。以藻蓝蛋白为模板分子,采用贻贝仿生的聚多巴胺(PDA)表面印迹法,包覆在金纳米星增强基底上,构建了在玻璃毛细管上进行操作的MI-SERS传感器,提出了拉曼报告分子检查员机制(RRIM)。传感器的构建过程和检测原理如图1所示。去除藻蓝蛋白模板分子后,产生PDA印迹层进行识别捕获,目标藻蓝蛋白特异性结合并完全占据印迹空腔,而样品中存在的干扰物质,通常会在印迹层发生表面吸附或非特异性结合。通过引入适当的拉曼报告分子IR-792,穿透非特异性识别填充和未被填充的空腔,作为SERS信号的识别状态的检查员;因此,SERS信号的变化完全源于目标蛋白的特异性结合。目标蛋白的特异性识别反应可以阻断IR-792到达SERS活性基底的通量,导致IR-792的SERS信号减弱,减弱程度可以反映捕获目标蛋白的量进而实现定量检测。在最优化的实验条件下,标准溶液中检测的相对SERS强度与藻蓝蛋白浓度(0.01–500 µg L−1)的对数呈良好线性关系,检出限低至0.0026  µg L−1。该MI-SERS传感器能够在21分钟内准确分析未经任何样品前处理的海水,取样位置和加标结果如图2所示;所测海水样都显示明显的线性相关,且与标准工作曲线接近,表明RRIM具有出色的实际应用能力。因此,可用标准工作曲线定量,适合不同基质精准检测,能够很好的满足环境、医药、食品等领域大量样本的快检需求。将小球藻培养基中藻蓝蛋白的检测结果与商品化试剂盒对照,确证了该传感器的准确可靠;通过测定分子量更大的藻红蛋白(260 kDa),验证了RRIM的易实施和普适性。

    该研究构建了新颖的MI-SERS传感器,提出了RRIM检测新机制,有效解决了MIPs识别中难以避免的非特异性识别问题,突破了非拉曼活性物质尤其是大分子蛋白质难以精准定量的瓶颈。该传感器灵敏可靠、便于携带,从传感器构建、目标识别到信号采集,整个操作过程简便、快速。该研究不仅有望为海岸带水华预警提供有效方法,而且有望为复杂基质中各种目标物的高灵敏、现场、原位快速检测提供普适性思路。

    烟台海岸带所研究生陈璇、烟台海岸带所助理研究员Abbas Ostovan为论文的共同第一作者,烟台海岸带所副研究员Maryam Arabi、研究员李金花为通讯作者。该研究成果得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、泰山学者等项目的支持。

    论文信息:

    Xuan Chen,Abbas Ostovan,Maryam Arabi,Yunqing Wang,Lingxin Chen,Jinhua Li. Molecular Imprinting-Based SERS Detection Strategy for the LargeSize Protein Quantitation and Curbing Non-Specific Recognition,Analytical Chemistry,2024,96,6417−6425. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00541

    来源机构: 中科院烟台海岸带研究所 | 点击量:1
  • 摘要:

    近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)詹海刚研究员团队在全球中尺度涡对海洋盐度的扰动和输运研究方面取得新进展。相关成果以硕士研究生莫丹虹为第一作者,何庆友副研究员为通讯作者发表在国际学术期刊Journal of Geophysical Research:Oceans上。

    海洋中尺度涡引起的盐输运对维持海洋盐度平衡和全球气候至关重要。然而,由于针对中尺度涡的观测数据不足,我们对于全球尺度上涡旋活动影响海洋盐度分布的认识较为有限。本研究结合1993-2019年间全球200多万条历史温盐剖面观测数据和基于卫星遥感的中尺度涡数据,对全球涡旋活动引起的盐度扰动进行了分析,发现涡致盐度扰动存在丰富区域差异性和垂向变化特征:在热带、副热带和黑潮延伸体海域,中尺度涡内盐度扰动存在由正转负(或由负转正)的垂向符号改变现象;而在南极绕极流两侧,涡内盐度扰动则存在经向符号改变现象。进一步,结合卫星遥感的涡旋移动速度和发生频率信息,对全球海洋每2°×2°网格内涡旋移动引起的经向和纬向盐输运进行了估算。结果显示黑潮延伸体、湾流、巴西-马尔维纳斯交汇区和南极绕极流等海域涡旋移动引起的经向盐输运远高于其他海域。沿纬向和深度积分的经向盐输运在南半球中纬度海域最强(106 kg·s-1量级)。巴西-马尔维纳斯交汇区涡旋移动引起的经向盐输运高达-1.28×106 kg·s-1,远超全球其它海域,是涡致经向盐输运的重要通道。本研究提升了我们对中尺度涡活动影响全球海洋盐度分布的科学认知,对于理解和模拟全球海洋盐度变化具有重要意义。

    该研究由国家自然科学基金、广东省自然科学基金和中国科学院青年创新促进会项目等共同资助完成。

    相关论文信息:

    Mo, D., He, Q., Zhan, W., He, Y., & Zhan, H. (2024). A global assessment of eddy-induced salinity anomalies and salt transport by eddy movement. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020382.

    文章链接:https://doi.org/10.1029/2023JC020382

    来源机构: 中科院南海海洋研究所 | 点击量:205
  • 摘要:

    近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)/全球海洋和气候研究中心(GOCRC)王春在研究员团队揭示了印度夏季风降水引发2022年7月西北太平洋极端海洋热浪的物理机制,相关成果发表在Nature子刊npj Climate and Atmospheric Science。LTO博士研究生宋强华为论文第一作者,王春在研究员和姚玉龙副研究员为共同通讯作者,合作者包括中山大学范汉杰副教授。

    2022年7月,西北太平洋高纬度海域发生了极端的海洋热浪事件,区域平均海表温度异常最高可达5℃,部分区域甚至超过8℃,成为有史以来发生在该海域最强的海洋热浪事件。鉴于此,本研究使用卫星观测数据、再分析资料以及气候数值模式研究了此次极端海洋热浪的发生发展机制。

    研究发现,此次极端海洋热浪的主要成因来自于大气强迫,即在发生海洋热浪海域的上空,形成了一个强大的大气阻塞高压系统。在高压系统影响下,大气对流减弱、云量减少,从而导致来自太阳的短波辐射增多。这一过程使得海表温度迅速升高,从而引发了该海域史无前例的海洋热浪事件。而研究通过气候诊断方法和数值模式表明印度夏季风极端降水释放的巨大潜热产生了大气扰动,通过准定常罗斯贝波的传播,产生并增强了这个强大的阻塞高压。同时,本研究还发现印度夏季风降水量与西北太平洋海温的相关性在2011年之后显著增强(R= 0.97, p < 0.01),这进一步证明了印度夏季风降雨增强是触发2022年7月西北太平洋极端海洋热浪的主要原因。

    综上所述,本研究揭示了印度夏季风降水与西北太平洋海洋热浪之间的物理联系,凸显了洋际相互作用对西北太平洋高纬度海域海洋热浪的影响,研究结果为后续西北太平洋海洋热浪的预测提供了理论依据。

    该研究由国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金青年项目等共同资助。

    相关论文信息:Song, Q., Wang, C., Yao, Y., & Fan, H. (2024). Unraveling the Indian monsoon’s role in fueling the unprecedented 2022 marine heatwave in the Western North Pacific. npj Climate and Atmospheric Science, 7 (1), 90.

    网址:https://doi.org/10.1038/s41612-024-00645-x

    来源机构: 中科院南海海洋研究所 | 点击量:191