近日，中国科学院海洋研究所深海动力学研究组发现太阳的活动不仅影响着地球表面的冷暖，还能“操控”深海的气候变化。这一研究新进展揭示了太阳11年活动周期对北太平洋东部副热带模态水（NPESTMW）的显著调控作用，为将太阳活动这一可预报的外部强迫源纳入年代际气候预测提供了新的链条。相关成果发表于国际学术期刊Geophysical Research Letters。

模态水是海洋次表层中垂向性质均匀的水团，是海洋内部热量和碳的“储藏室”和“搬运工”。冬季形成后潜沉至永久性温跃层，将表层热量、碳等示踪物带入海洋深处，为气候变化信号进入海洋深部提供重要通道。作为连接副热带与热带的纽带，NPESTMW的变异在气候系统中扮演着多重重要角色。然而，此前对模态水体积变化的研究多集中于内部气候变率。鉴于太阳周期具有稳定的准周期性，其强迫信号在气候预测中具有潜在应用价值，这使得太阳－模态水关系的揭示尤其值得关注。

研究团队基于八十年的海洋再分析资料和CMIP6单独太阳强迫试验，首次揭示了太阳活动周期对NPESTMW体积的稳健调制。结果表明，太阳活动极大期后1~2年，NPESTMW形成受到显著抑制；反之，太阳活动极小期则有利于模态水体积增加。具体而言，高太阳活动通过“自上而下”的平流层—对流层耦合路径，引起阿留申低压增强，导致NPESTMW形成区风应力减弱和海洋热损失减少，冬季混合层变浅；同时，气旋性风应力异常驱动埃克曼上升流，进一步阻碍水体潜沉。两者共同作用使得潜沉率降低，直接限制了模态水的生成量。

有趣的是，太阳—模态水关系的强度并非恒定，而是受到大洋彼岸气候现象－大西洋多年代际振荡（AMO）的显著调节。AMO暖位相期间，海气耦合增强、混合层对大气强迫的敏感性提高，太阳信号在NPESTMW变率中被显著放大；而在AMO冷位相期间，这种关系则较弱甚至不可检测。这一发现解释了为何自20世纪90年代以来太阳活动在气候中的印记尤为显著。

太阳活动增强抑制NPESTMW形成的科学示意图

论文第一作者为中国科学院海洋研究所汪嘉宁研究员，通讯作者为刘玲玲研究员，合作者包括台湾师范大学林永富博士、美国加州大学尔湾分校Jin-yi Yu教授和中国科学院海洋研究所王凡研究员。研究得到了国家自然科学基金等项目支持。