臺大利用珊瑚同位素紀錄 首次發現西邊界流隨全球暖化加強
本文第一作者陳玟卉（中：三年級博士生）、通訊作者任昊佳副教授（左）、及參與作者之一蔡李人誼（三年級博士生）在臺大地質系館合照。照：臺灣大學提供
海洋是地球氣候系統中最大的儲熱器，因溫室氣體持續增長, 在地球氣候系統所吸收的額外熱量中, 超過90%的新增熱量進入海洋造成海洋暖化，大尺度的海洋環流是重新分配這些海洋能量的重要環節，並反過來調控和影響全球和區域表面溫度的變化。因此, 海洋環流在變暖背景下如何變化以及是否存在長期變化趨勢，成為理解和預測未來氣候變化的關鍵問題之一。
熱帶西太平洋是全球最大的暖池, 具有強烈的大氣對流過程, 也是颱風的主要生成源地、聖嬰現象發生的重要場所, 對全球熱帶和臺灣氣候具有重要的影響。其中位於南太平洋的索羅門海提供副熱帶海洋與赤道海洋連結的重要環節，西邊界流將上層海水從南太平洋通過索羅門海傳輸進入赤道，成為赤道潛流的主要海水來源，進一步調控赤道海表溫度以及聖嬰、反聖嬰活動。但限於衛星和儀器等觀測資料的短期性，索羅門海的西邊界流在全球變暖的背景下，究竟是增強還是減弱，目前學界還不清楚。
臺灣大學理學院地質系博士生陳玟卉與地質系副教授任昊佳率領的國際團隊，利用珊瑚同位素紀錄，首次發現西邊界流隨全球暖化加強，證實其對太平洋以及全球氣候的重要影響，此發現也於2023年6月26日刊登在頂尖期刊Nature Geoscience，此為地球科學領域最具影響力的學術期刊。
左圖上，自20世紀初以來的全球暖化；左圖下，珊瑚同位素紀錄顯示索羅門海西邊界流隨暖化增強；右圖，對比20世紀初，暖化背景下西邊界流（紅色箭頭）增強，促使赤道潛流（黃色箭頭）增強，而伴隨著赤道其它主要洋流的減弱（藍色箭頭），顯示西邊界流對於赤道熱量平衡扮演了更重要的作用，從而對太平洋以及全球氣候將有更重要的調適意義。照：臺灣大學提供
任副教授表示，團隊發現索羅門海珊瑚骨骼中所保存的氮同位素（15N/14N比值）對於副熱帶與赤道水團的交換非常敏感，因此可以用來記錄西邊界流的強度變化。利用來自所羅門海的珊瑚記錄，這個研究首次說明南太平洋西邊界流自20世紀以來隨全球地表溫度上升而明顯增強，造成赤道潛流的強度增強。在此背景之上，珊瑚記錄同時顯示出強烈的10年震盪週期性，表明西邊界流的增強時期對應於東赤道太平洋海表溫度上升的時期，這個觀測結果直接證實大氣海洋模式中所預測的西邊界流控制赤道海洋熱量平衡的重要作用。在全球變暖的背景下，西邊界流的增強將會進一步增加其對於赤道太平洋以及整個太平洋及全球氣候的重要性。
這些研究結果為驗證大尺度的大氣與海洋模式提供寶貴資料，有助於學界進一步通過這些模式預測全球氣候暖化背景下的未來變化。此研究由科技部哥倫布等計畫、教育部深耕計畫、永續地球尖端科學研究中心、與臺大核心研究群計畫等共同資助；此計畫由臺大地質系師生主導，並與中研院環境變遷研究中心、國立師範大學地球科學系以及美國多所大學的教授、博士後合作完成。
Nature Geoscience全文綱址：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01212-4
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