近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）研究員杜巖團隊揭示了赤道西印度洋海洋熱浪特征及驅動機制，該研究成果由碩士研究生齊睿思作為第一作者，杜巖研究員和張瑩博士作為共同通訊作者發(fā)表在國際期刊Journal of Geophysical Research: Oceans （《地球物理學研究雜志：海洋》）上，合作者還包括澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織研究員馮明。
海洋熱浪是海洋中的極端高溫事件，通常定義為海表溫度連續(xù)五天及以上超過氣候平均態(tài)第九十百分位閾值。海洋熱浪可持續(xù)數天至數月，面積可達幾平方公里至數千平方公里，會導致珊瑚白化，物種遷移，魚類死亡率增加等生態(tài)災害，給全球海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴重威脅，并給社會經濟帶來巨大損失。
基于衛(wèi)星觀測資料發(fā)現，赤道西印度洋存在顯著的海洋熱浪活躍區(qū)（48°E–54°E, 2°S–2°N），主要受到海洋行星波動過程的調控作用。在1982-2020年期間，該海區(qū)的平均海洋熱浪強度、持續(xù)時間和發(fā)生頻次分別可達1.54°C、13.33天和1.97次（圖1）。此外，該海區(qū)的海洋熱浪事件存在顯著的年際變化，其中有11年的海洋熱浪年平均總天數較其平均態(tài)更多，證實與印-太海區(qū)主要氣候模態(tài)厄爾尼諾事件和印度洋偶極子事件有關。在熱帶印度洋，赤道東風異常會激發(fā)下沉的赤道羅斯貝波，其向西傳播至赤道西印度洋，導致該海域上層暖水輻合，次表層冷水上涌受到抑制，促使海表溫度異常增暖、海洋熱浪發(fā)生（圖2）。此外，熱帶南印度洋的下沉羅斯貝波也會通過海洋波動的傳播和反射過程影響赤道西印度洋海洋熱浪的發(fā)生。該研究也指出，近39年來赤道西印度洋海洋熱浪的年平均發(fā)生頻次、持續(xù)時間和總天數都呈現顯著增加趨勢（分別為每十年增加1.56次、4.95天和31.72天），這與全球變暖背景下平均海表溫度的升高密切相關。
綜上，該研究給出了赤道西印度洋海洋熱浪統(tǒng)計特征，并揭示了該海域海洋熱浪的驅動機制，這將有助于我們進一步理解赤道西印度洋海洋極端高溫事件與氣候模態(tài)相關的海氣相互作用和海洋動力過程，也有助于對海洋極端事件的預測。
圖1. 1982-2020年赤道西印度洋海洋熱浪統(tǒng)計特征。（a-f）年平均的海洋熱浪平均強度（℃）、最大強度（℃）、累計強度（℃·天）、持續(xù)時間（天）、發(fā)生頻次（次），總天數（天）
圖2. 1993-2020年1°N-1°S平均的去除長期趨勢的逐日海表面高度異常的時間-經度剖面圖（填色，厘米）；黑色點表示海洋熱浪事件的發(fā)生
本研究得到了國家自然科學基金（No. 41830538）、中國科學院項目（Nos. 133244KYSB20190031, XDB42010305, 183311KYSB20200015, ISEE2021PY02, ISEE2021ZD01, LTOZZ2005）和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）團隊項目（No. GML2019ZD0303）資助。
相關論文信息：Qi, R., Zhang, Y.*, Du, Y.*, & Feng, M. (2022). Characteristics and drivers of marine heatwaves in the western equatorial Indian Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, e2022JC018732. https://doi.org/10.1029/2022JC018732
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