[中文] NCC: large-scale and deep-reaching compound ocean state changes over the past 60 years

在全球气候变化背景下，海洋正同时承受多个气候影响因子的共同作用和影响，也即“复合气候影响因子（compound climatic impact-drivers）”：例如海洋变暖、变咸/变淡、缺氧、酸化等多个要素同时同地发生显著变化，并通过联合、叠加、因果效应等复杂相互作用，往往会使海洋生态系统承受的环境压力呈现“1+1>2”的效应。但是，以往海洋气候研究及风险评估往往针对单个气候影响因子开展，然而海洋生物在同一时刻会受到多个要素的共同影响，因而如何定义复合气候影响因子的共同变化是一个研究难点。

2025年11月，Nature Climate Change在线发表了由中国科学院大气物理研究所（IAP/CAS) 、巴黎文理研究大学-巴黎高等师范学院（ENS-PSL)和法国麦卡托海洋国际研究中心（Mercator Ocean international) 的研究人员共同撰写的研究论文（题目：Observed large-scale and deep-reaching compound ocean state change over the past 60 years）。论文给出了 “复合气候影响因子”的定义及其评估框架：通过引入涌现时间（Time-of-emergence；ToE）的概念，把多个气候影响因子的趋势变化信号与海洋短期变率分开，并定量给出趋势性信号超过短期波动幅度范围的时间。在此基础之上，论文给出了监测复合气候状态变化的方法及其暴露度评估指标（强度、幅度、持续时间），主要用于把多个变量统一到一套复合评估体系下，在三维空间上识别海洋在何地、何时以及至何深度正经历复合气候状态变化的影响（图1）。

论文使用上述评估框架，基于海洋观测格点数据，揭示了海洋温度、盐度、溶解氧、pH四个变量的复合变化，首次发现了气候变暖已经引发海洋大范围且深层次的复合状态变化。在过去 60 年间，海洋上层1000米中已经大约有30~40%的区域至少有两个气候影响因子、15~25%的区域有至少三个因子发生了复合气候状态的改变，并且在不同区域呈现出不同的变化方向和强度（图2）。论文还同时发现，海洋次表层的复合气候状态变化出现的时间更早，且影响的范围更广，这主要是因为次表层通常比表层更加稳定（即气候系统内部变率更小），使得气候变暖已将次表层海水的复合变化推向前所未有的水平。相比于以往重点关注单因子、区域个例、趋势描述的研究，论文首次从多因子联动、全球尺度、状态转变的角度直接量化了多因子同时发生状态转变并相互作用的范围与比例。

论文同时还给出了海洋复合气候状态变化的“热点区域”和高暴露度全景图（图3）：副热带大西洋、热带大西洋、副热带北太平洋、阿拉伯海及地中海。在这些地区，海洋对复合变化影响的暴露总体水平更强（high intensity），持续时间更长（long duration），且变化幅度更加显著（high magnitude）。随着全球气温将在未来几年内到达相对于工业化革命前上升超过1.5度，这些海洋复合气候变化已经并将持续给海洋生态系统及人类福祉带来风险。

论文主要使用了我国自主研发的IAP温度、盐度、溶解氧格点数据作为主要数据来源。论文同时发布了一套海洋三维全球尺度的复合气候影响因子监测数据集（IAP compound CIDs datasets；http://www.ocean.iap.ac.cn/ftp/cheng/Compound_CIDs/），动态展示了自1980年以来复合气候状态变化的全景图。论文同时关联了联合国“海洋十年”中关于“科学—政策”的愿景，给出了复合气候状态变化对海洋生物碳泵、海洋渔业政策制定的可能支撑。

论文第一作者为巴黎文理研究大学-巴黎高等师范学院助理研究员谭哲韬博士，通讯作者为中国科学院大气物理研究所成里京研究员；合作者包括法国麦卡托海洋研究中心Karina von Schuckmann研究员（欧洲科学院院士），巴黎文理研究大学-巴黎高等师范学院Sabrina Speich教授（欧洲科学院院士）、Laurent Bopp教授（法国科学院院士）及中科院大气所朱江研究员。

论文引用: Tan, Z., K. v. Schuckmann, S. Speich, L. Bopp, J. Zhu, and L. Cheng. (2025): Observed large-scale and deep-reaching compound ocean state changes over the past 60 years. *Nature Climate Change. https://www.nature.com/articles/s41558-025-02484-x

Recommended citation: Tan, Z., K. v. Schuckmann, S. Speich, L. Bopp, J. Zhu, and L. Cheng. (2025): Observed large-scale and deep-reaching compound ocean state changes over the past 60 years. Nature Climate Change. https://www.nature.com/articles/s41558-025-02484-x
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