在全球气候变化背景下，海洋正同时承受多个气候影响因子的共同作用和影响，也即“复合气候影响因子（Compound climatic impact-drivers）”：例如海洋变暖、变咸/变淡、缺氧、酸化等多个要素同时同地发生显著变化，并通过联合、叠加、因果效应等复杂相互作用，往往会使海洋生态系统承受的环境压力呈现“1+1>2”的效应。但是，以往海洋气候研究及风险评估往往针对单个气候影响因子开展，然而海洋生物在同一时刻会受到多个要素的共同影响，因而如何定义复合气候影响因子的共同变化是一个研究难点。
11月25日，Nature Climate Change在线发表了由中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室牵头，联合巴黎文理研究大学-巴黎高等师范学院、法国麦卡托海洋国际研究中心的研究人员共同撰写的研究论文（题目：Observed large-scale and deep-reaching compound ocean state change over the past 60 years）。论文给出了 “复合气候影响因子”的定义及其评估框架：通过引入涌现时间（Time-of-emergence；ToE）的概念，把多个气候影响因子的趋势变化信号与海洋短期变率分开，并定量给出趋势性信号超过短期波动幅度范围的时间。在此基础之上，论文给出了监测复合气候状态变化的方法及其暴露度评估指标（强度、幅度、持续时间），主要用于把多个变量统一到一套复合评估体系下，在三维空间上识别海洋在何地、何时以及至何深度正经历复合气候状态变化的影响。
论文使用上述评估框架，基于海洋观测格点数据，揭示了海洋温度、盐度、溶解氧、pH四个变量的复合变化，首次发现了气候变暖已经引发海洋大范围且深层次的复合状态变化。在过去 60 年间，海洋上层1000米中已经大约有30~40%的区域至少有两个气候影响因子、15~25%的区域有至少三个因子发生了复合气候状态的改变，并且在不同区域呈现出不同的变化方向和强度（图1）。论文还同时发现，海洋次表层的复合气候状态变化出现的时间更早，且影响的范围更广，这主要是因为次表层通常比表层更加稳定（即气候系统内部变率更小），使得气候变暖已将次表层海水的复合变化推向前所未有的水平。相比于以往重点关注单因子、区域个例，论文从多因子联动、全球尺度等角度量化了多因子的复合并识别出关键区域。
论文同时还给出了海洋复合气候状态变化的“热点区域”和高暴露度全景图（图2）：副热带大西洋、热带大西洋、副热带北太平洋、阿拉伯海及地中海。在这些地区，海洋对复合变化影响的暴露总体水平更强（high intensity），持续时间更长（long duration），且变化幅度更加显著（high magnitude）。这些海洋复合气候变化给海洋生态系统及人类福祉带来风险（图3-4）。此外，论文还发布了一套海洋三维全球尺度的复合气候影响因子监测数据集（The IAP Ocean Compound Climatic impact-drivers Monitoring Dataset) ，动态展示了自1980年以来复合气候状态变化的全景图（http://www.ocean.iap.ac.cn/pages/dataV/dataV.html?navAnchor=dataV）
论文第一作者为谭哲韬博士（中国科学院大气物理研究所2024届博士毕业生，现为巴黎文理研究大学-巴黎高等师范学院博士后），通讯作者为成里京研究员；合作者包括法国麦卡托海洋研究中心Karina von Schuckmann研究员，巴黎文理研究大学-巴黎高等师范学院Sabrina Speich教授、Laurent Bopp教授及中科院大气所朱江研究员。该研究受国家自然科学基金（42261134536）、中国科学院国际伙伴计划（060GJHZ2024064MI）、亚洲合作基金、地球系统数值模拟装置（EarthLab）及欧盟地平线等项目的共同资助。
论文：Tan, Z., K. v. Schuckmann, S. Speich, L. Bopp, J. Zhu, and L. Cheng*. (2025): Observed large-scale and deep-reaching compound ocean state changes over the past 60 years. Nature Climate Change.https://doi.org/10.1038/s41558-025-02484-x
图1. 基于温度、盐度、溶解氧、pH的全球海洋上层1000米复合状态改变的“转变时间”与“方向”（用涌现时间ToE来指示；相对于1960-1989年气候平均态）的空间分布图: (a) 表层, (b) 上层区 (0-200m) 和(c)中层区(200-1000m)。不同颜色表示不同因子转变方向的组合（如变暖&变咸&缺氧等），颜色深浅代表复合状态改变从何时开始。红色打点区域表示气候状态的转变幅度更大、变化更复杂，可能已经超出了历史经验与既有分类。黑色打点区域表示在 95%置信水平上气候状态转变不显著。表层酸化（pH）的状态改变单独用黑色斜线表示。
论文核心内容
海洋正承受变暖、酸化、盐度改变与脱氧等复合变化的叠加冲击。（摄影：朱嘉篱）
