海洋经向翻转环流（MOC）在地球气候系统中发挥着关键作用，它通过将热量从低纬度输送至高纬度区域，调控全球气候。近年来，随着全球气候变暖，全球植被也发生了显著变化，这一变化如何影响海洋环流，特别是大西洋和太平洋经向翻转环流（AMOC和PMOC）尚不清楚。我系胡永云教授团队开展了一项系统研究，探讨了不同大陆植被移除对MOC的影响，研究成果以“海洋经向翻转环流对移除不同大陆植被的响应”（Response of Oceanic Meridional Overturning Circulation to Vegetation Removal on Different Continents）为题发表在美国地球物理学会(AGU)期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》。
图1 (a,e)CTRL、(b,f)EU、(c,g) NA和(d,h) GLOB试验中的平衡态AMOC（第一行）和PMOC（第二行）。
右下角为强度，定义为北半球500m以下斜压流函数的最大值。
使用CESM1.2.2全耦合气候模式，该团队系统模拟了欧亚、北美、南美、非洲、东南亚、澳大利亚和全球七个区域的植被移除对AMOC和PMOC的影响。结果表明不同大陆植被移除对AMOC和PMOC的影响有显著差异，具体表现为：1）欧亚大陆植被移除导致AMOC减弱16.5%，但PMOC显著增强58.3%，而北美大陆植被移除使得AMOC增强17.6%、PMOC减弱17.7%；2）南美、非洲、东南亚和澳大利亚等低纬度地区植被的移除对AMOC和PMOC几乎没有影响；3）全球植被移除导致AMOC显著减弱36.9%，而PMOC增强47.3%，这一结果不同于各大陆植被效应的线性叠加。
研究也揭示了AMOC和PMOC对植被变化的瞬时响应在多年代际和百年或千年尺度上可能呈现出截然相反的变化趋势。特别是全球植被移除约2700年后，AMOC响应到达临界点，呈现约10Sv的急剧减弱。该研究还指出，AMOC的变化主要是由盐度异常驱动的，植被移除通过影响净降水（降水–蒸发）和海冰融化，改变深水形成区的盐度和密度，从而调节AMOC的强度；而PMOC则主要受表层温度变化的影响。
图2 试验设计。(a)基于MODIS卫星数据给定的CESM陆表数据中全球裸土和16种植物功能类型(PFT)的分布情况（Lawrence & Chase，2007；网格内仅显示覆盖率最大的PFT）。(b)除南极洲外全球陆地的划分。
该研究强调了不同大陆植被变化对AMOC和PMOC影响不同，提示在对未来气候变化情景进行评估和开展古气候对比研究时，需区分不同区域植被演化对海洋环流的影响。另外，该研究还表明，如果积分时间仅数百年，可能达不到临界点和忽略掉关键的缓慢反馈，影响对经向翻转流长期演变趋势的判断。研究结果为理解显生宙不同时段（尤其是地形、板块与植被分布突变时期）的海洋环流格局提供了新线索，也为评估未来大尺度生态/土地利用变化的潜在海洋响应提供了理论依据。
论文第一作者为北京大学物理学院大气与海洋科学系博士后郭佳琦，通讯作者为北京大学胡永云教授，合作者包括北京大学刘永岗教授、袁帅博士、刘悦博士研究生和杜克大学李想博士后。研究得到国家自然科学基金（42225606; 42488201）和国家重点研发计划项目（2023YFF0805200）的支持。
此外，本研究与此前发表的论文《Climate Response to Vegetation Removal on Different Continents》密切相关，这篇文章重点关注了不同大陆植被移除对全球温度和降水的影响，为理解植被与气候相互作用提供了系统性的量化分析。
文章信息：
Guo, J., Liu, Y., Yuan, S., Li, X., Liu, Y., & Hu, Y. (2025). Response of oceanic meridional overturning circulation to vegetation removal on different continents. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2025JC022978. https://doi.org/10.1029/2025JC022978
Guo, J., Liu, Y., & Hu, Y. (2024). Climate Response to Vegetation Removal on Different Continents. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129, e2023JD039531. https://doi.org/10.1029/2023JD039531
