台师大携手台大 解「西边界流」随全球暖化增强之谜

台师大地科系汪佑霖博士后研究员（左）与米泓生教授（中）和吴朝荣教授（右）合影。(台师大提供／李侑珊台北传真)

温室效应加剧海洋暖化，位于太平洋的「副热带—热带翻转流」调节全球温度变化，其中关键组成部分为「西边界流」（Western Boundary Current），但受限于观测资料不足，相关研究十分有限。为解开「西边界流」谜团，台湾师范大学地球科学系教授吴朝荣教授、米泓生与博士后研究员汪佑霖协同参与台大地质科学系组成国际团队，发现「西边界流」传输量随全球暖化增强，证实海洋环流对全球气候的重要影响。研究成果已于6月刊登于地科领域顶尖国际学术期刊《自然—地球科学》（Nature Geoscience）。

海洋是地球气候系统中最大的储热器，随着人为温室气体持续增长，超过9成的新增热量进入海洋，造成海洋暖化。而大尺度海洋环流是重新分配这些能量的重要环节，并且回馈调控和影响全球与区域表面温度变化。因此，海洋环流在暖化背景下，如何变化及是否存在长期趋势，成为理解和推估未来气候变迁的关键议题之一。

其中，位于太平洋的「副热带—热带翻转流」，主要调节全球温度变化。而其关键组成部分「西边界流」，将上层海水从南太平洋通过索罗门海传输进入赤道，是「赤道潜流」的主要水源，更进一步调控赤道海洋表面温度以及圣婴、反圣婴活动。

然而，受限于卫星与现场观测资料不足，索罗门海的「西边界流」缺乏长期观测，因此学界对于过去100年全球暖化期间，「西边界流」长期变异的了解仍相当有限。

研究团队表示，借由分析索罗门海的珊瑚骨骼中氮同位素纪录「15N／14N比值」，反映出热带和副热带水团在「西边界流」的交换程度，进而估算出洋流传输量变化。而「西边界流」强度从20世纪以来，随着全球暖化而有增强趋势，并且加剧赤道潜流强度，进而影响圣婴现象的发展与强度。

汪佑霖表示，在太平洋年代际震荡正相位时期，沃克环流（Walker Circulation）和副热带—热带翻转流减弱，使赤道涌升流减弱与海洋温跃层（Thermocline）倾斜程度平缓。而随着沃克环流减弱的赤道信风，于南太平洋形成负的风应力旋度异常，因此，导致「西边界流」增强。

研究团队也证实大气海洋模式所预测的「西边界流」调节赤道海洋热量平衡。而在全球暖化的背景下，「西边界流」的增强将增加对太平洋和全球气候的调节。这些成果揭示大气与海洋之间的紧密动态关系，及其对于区域和全球气候变迁的影响，也为大尺度气候模式提供宝贵的验证，更有助于推估全球暖化下的未来气候状态。

该国际研究计划由国家科学及技术委员会哥伦布计划、教育部高等教育深耕计划、台大永续地球尖端科学研究中心、台大核心研究群计划等资助，并与台大地质系任昊佳副教授、中央研究院环境变迁研究中心、美国多所大学的教授及博士后研究员合作完成。