北大西洋与北太平洋深层溶解氧的十年尺度变化及其气候响应机制

针对全球深层海洋溶解氧变化趋势不明的科学问题，研究人员通过Winkler滴定法对6个4000米以深观测站点的长期数据（1989-2022）进行分析，发现东北太平洋Station M和PAPA站溶解氧显著下降（p<0.05），而北大西洋多数站点无显著变化。该研究首次揭示深层氧含量变化的区域异质性，为评估全球海洋环流（GOC）与气候变化关联提供关键实证。

　　

海洋深处隐藏着地球气候系统的关键密码。过去三十年间，表层和中层海洋溶解氧（Dissolved Oxygen, DO）的持续下降已引发广泛关注，但占全球海洋体积75%的深层（>1000米）却因观测数据稀缺成为认知盲区。溶解氧通过高纬度表层通风进入海洋，随全球翻转环流（Global Overturning Circulation, GOC）历经千年抵达太平洋深处，其动态变化直接影响深海生态系统和碳循环。然而，现有模型对深层DO的预测存在巨大不确定性——这究竟是大尺度气候变化的必然结果，还是区域过程的局部表现？

由美国蒙特雷湾水族馆研究所Kenneth L Smith领衔的国际团队，在《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》发表的研究给出了突破性答案。研究团队选取北大西洋和北太平洋6个深渊观测站（深度>4000米），采用经典的Winkler滴定法获取1989-2022年间DO浓度数据，结合卫星遥感和海洋指数分析，首次系统揭示了深层氧变化的区域分异规律。

关键技术包括：1）基于Winkler滴定法的DO精确测量（精度达μmol O₂
kg^-1
）；2）整合WOCE和GO-SHIP历史数据集；3）运用线性回归和Mann-Kendall检验分析趋势；4）关联PDO（太平洋年代际振荡）等气候指数。

【HAUSGARTEN的发现】
北极海域4000-4100米处DO呈现非显著下降趋势（p=0.068），均值301.2±7.3 μmol O₂
kg^-1
。该区域本应具有强通风效应，但观测到的底部水温上升（0.03°C/年）暗示气候变化可能削弱了GOC输送效率。

【太平洋的警示信号】
东北太平洋Station M（4000-4100米）DO以0.8 μmol O₂
kg^-1
/年速率显著下降（p<0.001），与增强的沿海上升流和沉积物耗氧量显著负相关。邻近的PAPA站同样检测到显著趋势（p=0.002），印证该区域深层通风减弱。

【大西洋的稳定态】
北大西洋中纬度站点（PAP、BATS）和北太平洋ALOHA站均未检出显著DO变化，显示GOC核心区仍维持相对稳定的氧输送能力。

这项研究颠覆了"深层DO普遍下降"的认知，揭示气候变化对海洋的影响存在显著空间分异。东北太平洋的警报性信号可能预示未来更大范围的环流重组，而大西洋当前的稳定性则为理解GOC缓冲机制提供窗口。作者强调，必须持续扩展深渊观测网络以捕捉气候响应的早期信号——毕竟，深海氧含量的每一次微小波动，都可能是地球系统向我们发送的千年尺度预警。