Nature 正刊丨海洋涡旋中常见的地下热浪和寒潮

01摘要

由于全球变暖，极端海洋温度事件变得越来越普遍，造成了灾难性的生态和社会经济影响1,2,3,4,5。尽管基于卫星观测对表层海洋热浪（MHW）和海洋寒潮（MCS）进行了广泛的研究6,7，但我们对这些极端事件及其在地下海洋（大多数海洋生物的家园）的驱动因素的了解非常有限8,9。在这里，我们提供了全球观测证据，证明中尺度涡旋在地下MHW和MCS的发生和加剧中起着重要作用。我们发现，在100米深度以下测量的MHW和MCS中，有80%与地表事件不一致。与地表MHW（MCS）和海洋涡旋之间的弱联系相反，全球海洋中近三分之一的地下MHW（MCSs），以及亚热带涡旋和中纬度主流系统中超过一半的此类事件，都发生在反气旋（气旋）涡旋中。在过去的几十年里，这些与涡流相关的极端温度以高于背景水平的速度加剧，这表明随着全球变暖的持续，海洋涡流对地下MHW和MCS的影响越来越大。

02图表简介

a、 WHOTS系泊点在北太平洋的位置。b、 2007年6月15日穿过系泊场的AE示例（黄色）。颜色代表SLAs，矢量是地转速度异常。AE的形状由红色轮廓线勾勒出来。c、 2007年系泊现场SLA的时间演变。AE和CE的通过分别以粉红色和蓝色阴影标记。d、 155米以上海水温度异常的相应系泊观测。红线和蓝线分别表示已识别的MHW和MCS。e–g，与b–d相同，但适用于2019年10月通过的行政长官。h–j，在2004年8月至2020年3月的观测期间，从现场的每个观测深度确定的MHW（粉红色三角形）和MCS（蓝点）的数量（h）、平均持续时间（i）和平均强度（j）的垂直变化（扩展数据图2）。i、 粉红色和蓝色虚线分别是AE和CE通过系泊现场的平均持续时间。k、 MHW的垂直一致性估计为深度处MHW天数的百分比，同时出现地表（15米）MHW信号（粉红色三角形）。蓝色圆点代表MCS。黑点和三角形分别是深度和近地表温度异常之间的时间相关系数（RSST）和深度温度异常与SLA之间的时间相关性系数（RSLA）。l、 分别在AE（三角形）和CE（点）内观察到的MHW（粉红色）和MCS（蓝色）天数百分比的垂直分布。粉红色和蓝色虚线分别表示AE和CE发生的频率。

a–h，不同海盆不同深度系泊记录的海水温度（灰色）的时间演变（扩展数据表1）：KEO（a）、WHOTS（b）、MOVE-3（c）、RAMA-N（d）、RAMA-c（e）、IMOS（f）、Stratus（g）和PIRATA（h）。红色（蓝色）补丁是MHW（MCS）。垂直的粉红色（浅蓝色）阴影勾勒出该地点位于AE（CE）内的时期。i、MHW事件与AE（红色）和MCS与CE（蓝色）同时发生的相应百分比。叠加的粉红色和浅蓝色条表示涡流发生的相应频率。IMOS，综合海洋观测系统；KEO，黑潮延伸观测站；MOVE-3，经向翻转变异性实验3；热带大西洋系泊阵列预报与研究；RAMA-N（S），非洲-亚洲-澳大利亚季风分析和预测研究系泊阵列——北（南）。

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a、 根据系泊点估算的第95百分位EHTA散点图和以系泊点为中心的5×5°网格框内的相应历史温度分布测量值。颜色表示来自不同地点的观测结果，点的大小表示10至1000米的观测深度。b与a相同，但适用于第5百分位ELTA。请注意，未绘制低于-3°C的ELTA（在KEO现场）。c、 d，与a（c）和b（d）相同，但AE（c）内观察到的EHTA测量值和CE（d）内观察的ELTA测量值的百分比（p）不同。带有灰色阴影的实心黑线表示具有95%置信水平的相应线性回归。

03 参考文献
Liu Y , Qin Z , Yang X ,et al.High-Voltage Manganese Oxide Cathode with Two-Electron Transfer Enabled by a Phosphate Proton Reservoir for Aqueous Zinc Batteries[J]. 2022.

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