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我國科學(xué)家成功理清全球四大關(guān)鍵海區(qū)熱浪驅(qū)動(dòng)機(jī)制
2025年07月28日 16:07:23
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：545
海洋熱浪的發(fā)生充滿著隨機(jī)性，并且對(duì)環(huán)境有著非常大的影響。近日，我國科學(xué)家成功構(gòu)建了全球首個(gè)基于高分辨率海洋再分析數(shù)據(jù)的混合層熱收支診斷框架，系統(tǒng)揭示了2023年席卷全球的極端海洋熱浪的分布特征、演變規(guī)律及其關(guān)鍵的物理驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為理解和預(yù)測未來極端海洋事件提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
海洋熱浪是指特定海域在的溫度高于該季節(jié)歷史平均溫度的現(xiàn)象。氣象研究中通常將海洋熱浪視為氣候變化的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。引發(fā)海洋熱浪的因素有很多，包括鋒面等短期天氣現(xiàn)象、厄爾尼諾事件等季節(jié)性、年度或十年模式，以及氣候變化等長期變化。
與此同時(shí)，海洋熱浪的發(fā)生充滿著隨機(jī)性，并且對(duì)環(huán)境有著非常大的影響。根據(jù)《IPCC第六次評(píng)估報(bào)告》對(duì)海洋熱浪的定義。海洋熱浪會(huì)在任意的一段時(shí)間內(nèi)，在海洋的任何地方發(fā)生，持續(xù)發(fā)生數(shù)天至數(shù)月，規(guī)?？蛇_(dá)處千公里。而期間這種極端水溫會(huì)直接沖擊區(qū)域內(nèi)海洋生物的多樣性，導(dǎo)致百萬平方公里內(nèi)的海洋生態(tài)被破壞。2002年大堡礁熱浪、2003年地中海熱浪、2012西北大西洋熱浪等都屬于比較著名的重大海洋熱浪事件，并且均對(duì)涉及區(qū)域產(chǎn)生了巨大和長期的影響。也正因如此，目前學(xué)界一直在嘗試探明全球極端海洋熱浪驅(qū)動(dòng)機(jī)制，以此來提升對(duì)極端海洋事件的預(yù)測能力。
而就在近日，寧波東方理工大學(xué)張東曉院士和陳云天助理教授聯(lián)合南方科技大學(xué)等多所國內(nèi)外高校及科研機(jī)構(gòu)，成功構(gòu)建了全球首個(gè)基于高分辨率海洋再分析數(shù)據(jù)的混合層熱收支診斷框架，系統(tǒng)揭示了2023年席卷全球的極端海洋熱浪的分布特征、演變規(guī)律及其關(guān)鍵的物理驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為理解和預(yù)測未來極端海洋事件提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)2023年全球海表溫度和海洋熱含量，與氣候溫度同步升高到歷史極值的現(xiàn)象，展開了研究，研究結(jié)果表明，2023年多區(qū)域海洋熱浪事件同期爆發(fā)，反映出氣候系統(tǒng)正經(jīng)歷顯著且復(fù)雜的變化過程，研究進(jìn)一步揭示了全球不同區(qū)域海洋熱浪形成機(jī)制的顯著差異性，為理解和預(yù)測未來極端海洋事件提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
研究團(tuán)隊(duì)利用ECCO2(海洋環(huán)流與氣候評(píng)估二期計(jì)劃)高分辨率日尺度海洋深層的數(shù)據(jù)資料，開展混合層熱收支分析，定量刻畫了2023年全球海洋熱浪在強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和空間覆蓋上的空前特征，成功理清了全球四大關(guān)鍵海區(qū)熱浪的不同驅(qū)動(dòng)機(jī)制。
具體包括：
北大西洋——異常減弱的副熱帶高壓導(dǎo)致云量減少、混合層變淺，增強(qiáng)的短波輻射和緯向平流為海洋熱浪的持續(xù)發(fā)展提供了能量支撐；
西南太平洋——該地區(qū)大氣反氣旋導(dǎo)致東風(fēng)增強(qiáng)、西風(fēng)減弱，進(jìn)而增強(qiáng)了海洋的經(jīng)向輸送；同時(shí)，云量減少使得更多太陽輻射進(jìn)入海洋，加劇海表變暖；
北太平洋——短波輻射增強(qiáng)與潛熱損失減少共同作用，疊加變淺的混合層，致使海面迅速變暖；
熱帶東太平洋——厄爾尼諾驅(qū)動(dòng)的經(jīng)向、緯向平流及上升流的變化共同加劇了該區(qū)域的海洋增暖。
基于此，研究團(tuán)隊(duì)，提出全球變暖正加劇海洋–大氣系統(tǒng)的耦合非線性過程，海洋熱浪或已成為地球氣候系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)變的重要“預(yù)警信號(hào)”。強(qiáng)調(diào)了深入發(fā)展地球系統(tǒng)科學(xué)的重要性，以及構(gòu)建基于物理機(jī)制的預(yù)報(bào)系統(tǒng)、強(qiáng)化海洋多要素實(shí)時(shí)監(jiān)測、深入開展極端氣候事件預(yù)警研究的重要性。
目前相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表于國際期刊《Science》，感興趣的讀者可以查閱學(xué)習(xí)。
本文參考資料來源：寧波東方理工大學(xué)新聞網(wǎng)
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