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在气候变化背景下，东部边界上升流系统（EBUS）未来变化备受关注。研究人员利用 CMIP6 模型数据，研究大西洋 EBUS 在历史时期和高排放情景下的变化。发现上升流区域存在不同结构，未来趋势受年际变化限制，或有极向移动趋势，对理解相关变化意义重大。
在广阔的海洋世界里，东部边界上升流系统（EBUS）宛如神秘的生命引擎。它们沿着主要海洋盆地的东部边缘分布，在信风的吹拂下，将富含营养物质的深层海水带到海洋表层，滋养着无数的海洋生物。这些区域虽然仅占世界海洋表面积的 2%，却贡献了全球约 20% 的鱼类捕捞量，直接或间接造福了约 8000 万人，对经济、生态和社会都有着举足轻重的意义。
然而，在气候变化的大背景下，EBUS 的未来充满了不确定性。以往，人们主要通过表面数据来估算上升流，但这种方法存在一定的局限性。近年来，政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出直接评估垂直速度是一种更有前景的方法。同时，关于 EBUS 未来变化的研究存在诸多矛盾之处。例如，不同研究基于不同的数据产品、研究时段和地理边界，得出的上升流趋势差异很大，而且缺乏长期可靠的观测数据集。此外，全球耦合海洋 - 大气环流模型在模拟上升流系统时也存在偏差，这使得我们对 EBUS 未来变化的预测变得更加困难。
为了深入了解大西洋上升流的未来趋势，来自国外的研究人员开展了一项重要研究。他们利用耦合模式比较计划第 6 阶段（CMIP6）中 HadGEM3 - GC3.1 和 CNRM6 - CM6 系列模型的数据，对大西洋的两个 EBUS 进行研究，涵盖了历史时期和高排放未来情景，海洋部分的空间分辨率在 1° 至 1/12° 之间。研究成果发表在《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：使用 CMIP6 模型的月度输出数据，包括来自英国气象局 HadGEM3 - GC3.1 模型的 3 个模拟数据和法国国家气象研究中心 CNRM - CM6 - 1 模型的 2 个模拟数据；通过对比模型的海表面温度（SST）与卫星 CCI SST 数据，评估模型在大西洋两个 EBUS 区域的表现；引入垂直运输指数来衡量上升流，该指数能反映上升流的强度、深度和距海岸的距离等特征。
研究结果如下：
- 上升流指数的季节性变化：计算历史时期上升流指数的季节性变化，并与观测数据对比验证模型。结果表明，不同区域的上升流指数季节性变化不同。例如，在加那利上升流区域，北部加那利上升流单元（NCUC）全年都有较弱的上升流，在北半球夏季和秋季初强度最高；中央加那利上升流单元（CCUC）则是永久性强上升流区域，北半球夏季上升流速率最高；南部加那利上升流单元（SCUC）的上升流具有季节性，仅在北半球冬季和春季出现。在本格拉上升流区域，北部本格拉上升流单元（NBUC）全年上升流，在南半球春季和冬季达到季节性最大值；中央本格拉上升流单元（CBUC）上升流最强，在南半球夏季上升流速率最高；南部本格拉上升流单元（SBUC）从南半球秋季到春季有上升流，夏季达到最大值 。
- 上升流细胞结构分析：将上升流细胞结构与风和 SST 指数相关联进行分析。发现垂直运输指数与风衍生的厄克曼指数值相似，且直接从运输过程评估上升流能提供上升流深度的信息，不同的上升流子区域在最大速度的深度和距海岸距离方面存在不同的细胞结构。
- 未来趋势分析：研究高排放情景下的未来趋势发现，年际变化较大限制了趋势的显著性，但可能表明上升流区域有极向移动的趋势。同时，通过将上升流划分为子区域，有助于解释之前研究中关于本格拉地区未来趋势的矛盾结论。
研究结论和讨论部分指出，该研究从多模型角度，结合具有涡旋的海洋组件，探讨了加那利和本格拉上升流系统中上升流的空间和季节变化及其未来趋势。利用垂直水团运输来描绘上升流细胞的跨岸和垂直结构，为理解上升流系统提供了新的视角。这对于准确预测海洋生态系统变化、保障渔业资源可持续利用以及应对气候变化具有重要意义，也为后续相关研究奠定了坚实基础，有助于进一步深入探索海洋上升流系统在全球变化背景下的演变规律。
