《Nature》文章：过去40年大型海洋生态系统中持久锋面的全球分布与演变

这篇文章通过分析过去40年的卫星观测数据，制作了一个全球精细尺度的数字地图集，揭示了大型海洋生态系统中持久锋面的全球分布和演变趋势。

研究背景

海洋锋面，作为具有尖锐水性质变化的狭窄区域，是生态系统服务的关键热点，也是区域和全球气候的重要调节器。全球变化正在重塑海洋中物质和能量的分布，但过去几十年来锋面的变化情况尚不清晰。研究海洋锋面的长期变化对于理解海洋生态系统在气候变化中的响应至关重要。

研究内容

本研究旨在通过全球尺度的精细数字地图集，展示过去40年中大型海洋生态系统(LMEs)中持久锋面的全球分布和演变。研究发现，全球范围内持久锋面的发生频率和强度显著增加，但在亚热带和极地区域迅速增强，而在热带区域则保持稳定或略有下降。

研究方法

研究者采用了最新开发的锋面检测算法，处理了1982年至2021年间获取的14610张高分辨率海表面温度(SST)图像。通过这一框架，研究者生成了一个空间分辨率约为5公里的全球数字地图集，详细记录了1198个已识别的持久锋面的位置、名称和季节性模式。结合全球卫星观测数据、再分析数据和高分辨率气候模型，全面评估了气候变化下LMEs中持久锋面的长期趋势。

研究结果

研究结果显示，全球LMEs中持久锋面的发生频率和强度平均每十年分别增加了0.08%和0.09°C/100公里。亚热带和极地区域的持久锋面显示出显著增加的趋势，而热带区域的持久锋面则相对稳定或略有下降。这些增强可能分别与边界洋流的变化、上升流和海冰退缩有关。研究还发现，亚热带和极地区域的持久锋面增强趋势最为显著，表明全球海洋动力学正在经历深刻的变化。

此外，研究指出现有的高分辨率气候预测模型或观测同化海洋模型未能捕捉到这些空间异质性趋势。这些发现对于理解海洋生态系统服务的再分配和海-气相互作用具有重要意义，同时也为改进气候预测模型提供了基础。

结论

本研究通过创建全球首个精细尺度的持久锋面数字地图集，不仅为海洋动力学、海洋生态学、生物地球化学、渔业和海洋污染研究提供了基础信息，而且对于海洋保护区的识别和海洋管理策略的制定具有潜在贡献。研究强调了对持久锋面长期变化机制的深入研究的必要性，并指出了气候模型在模拟持久锋面方面的不足，这对于预测海洋动力学和海洋物种在不同气候情景下的变化具有重要意义。

来源：Nature