近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）/全球海洋和氣候研究中心(GOCRC)王春在研究員團(tuán)隊(duì)探究了在未來強(qiáng)西北太平洋副熱帶高壓事件增多情景下，南海夏季海洋熱浪（MHWs）的時(shí)空變化特征及其物理機(jī)制。研究成果以碩士研究生宋強(qiáng)華為第一作者、姚玉龍博士和王春在研究員為共同通訊作者發(fā)表在國際著名期刊Geophysical Research Letters上（中科院一區(qū)，IF=5.2）。
海洋熱浪是指發(fā)生在海洋中的極端高溫事件，給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重威脅，例如珊瑚礁白化、海草床和海藻林面積減少等，從而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。受異常西北太平洋副熱帶高壓的影響，我國南海尤其是南沙群島和北部灣海域經(jīng)常發(fā)生長時(shí)間、高強(qiáng)度的海洋熱浪事件，是引發(fā)南海珊瑚礁白化的重要原因。基于不同模式以及不同情景下的西北太平洋副熱帶高壓研究表明，未來強(qiáng)西北太平洋副熱帶高壓事件有明顯的增加趨勢。那么，未來南海海洋熱浪對強(qiáng)西北太平洋副熱帶高壓事件增加是如何響應(yīng)的呢？
基于此，本研究使用衛(wèi)星觀測海溫?cái)?shù)據(jù)、再分析資料和CMIP6模式數(shù)據(jù)預(yù)估了未來南海夏季海洋熱浪的時(shí)空變化特征。研究結(jié)果表明未來增加的強(qiáng)西北太平洋副熱帶高壓事件主要影響南海夏季海洋熱浪的總天數(shù)。與歷史時(shí)期（1982-2020年）相比，未來南海夏季海洋熱浪總天數(shù)高值區(qū)（>50天）的面積顯著增加。到本世紀(jì)末，南海夏季海洋熱浪總天數(shù)大約可以達(dá)到34天/夏季。與此同時(shí)，南海夏季海洋熱浪的平均持續(xù)時(shí)間也有顯著增加，在本世紀(jì)后半葉，單次海洋熱浪事件最長可以貫穿整個(gè)夏季（圖1）。
圖1. 基于CMIP6模式數(shù)據(jù)所得到的2021年至2100年南海夏季海洋熱浪平均持續(xù)時(shí)間的變化（左列柱狀圖）以及所對應(yīng)的代表性事件的時(shí)間序列（右列圖）。
當(dāng)未來西北太平洋副熱帶高壓增強(qiáng)時(shí)，由于反氣旋環(huán)流所造成的異常東風(fēng)將減弱南海夏季西南季風(fēng)，使得南海表面風(fēng)應(yīng)力與風(fēng)應(yīng)力旋度減小，抑制南海中南部的上升流。缺少了上升流所帶來的冷卻效應(yīng)，南海海表溫度將快速升溫，從而導(dǎo)致南海夏季海洋熱浪事件的增加。而當(dāng)南海出現(xiàn)持續(xù)性海洋熱浪事件時(shí)，高溫海水會(huì)增強(qiáng)表面蒸發(fā)，增加潛熱損失；同時(shí)加強(qiáng)對流，從而導(dǎo)致大量對流云的形成，進(jìn)而降低太陽輻射（圖2）。這種海溫-云負(fù)反饋機(jī)制將南海夏季海洋熱浪的平均強(qiáng)度限制在一個(gè)較低的范圍，因此未來南海夏季海洋熱浪的平均強(qiáng)度對西北太平洋副熱帶高壓增強(qiáng)的響應(yīng)較弱。
圖2. 海溫-云負(fù)反饋機(jī)制示意圖
本研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目等共同資助。
相關(guān)論文信息：Song, Q., Yao, Y., & Wang, C. (2023). Response of future summer marine heatwaves in the South China Sea to enhanced western Pacific subtropical high. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL103667.
網(wǎng)址：https://doi.org/10.1029/2023GL103667
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