南海海洋所?|?研究揭示全球海洋熱浪動態演變規律

近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境實驗室（LTO）、全球海洋和氣候研究中心（GOCRC）以及廣東省海洋遙感重點實驗室（LORS）的王春在研究員團隊，以時空聯動視角識別并追蹤了全球無冰帶海洋熱浪（MHW）的時空結構與動態移動特征。相關研究成果發表在Geophysical Research Letters上。碩士研究生任杰為論文第一作者，研究員王春在為通訊作者，副研究員姚玉龍為共同作者。

以往針對MHW的研究通常將時間維度與空間維度分開，只關注特定區域內MHW的時間變化特征，或某一特定時段內的空間變化。然而，多數MHW的形成和發展是一個從“產生”到“發展”再到“消亡”，并在空間上延展或移動的動態過程（圖1）。因此，本研究從時空三維視角（時間×經度×緯度）出發，首先構建了一種識別時空連續型MHW新方法（Spatiotemporally Continuous Marine Heatwaves，SCMHWs），然后依據持續時間（D）、面積（A）和強度（I）三個維度是否極端（N: Normal;E: Extreme），將SCMHWs分為8個類型，并探究了主要類型時空移動特征。該研究旨在以時空聯動的視角揭示全球海洋無冰帶范圍內時空連續海洋熱浪的時空結構與動態特征。

1982-2022年全球共有6605個SCMHWs被識別，其中D^NA^EI^N，D^NA^NI^E，D^EA^EI^N和D^EA^EI^E型發生頻繁，強度較高的區域主要出現在西邊界流及其延伸體區域、厄加勒斯溢流區、赤道中東太平洋區域等（圖2）。值得注意的是，平均強度處在高風險等級的類型（圖2(c)和2(e)）僅在上述特定區域出現，這可能與渦旋活動密切相關。此外，研究還發現SCMHWs多數沿東西方向移動，且在過去幾十年中呈現頻率增加、持續時間延長、覆蓋范圍擴大、移動距離增加但移動速減慢的變化趨勢。

本研究從時空聯動的視角出發，提出的識別與分類時空連續海洋熱浪的新方法不僅揭示了海洋熱浪的時空結構與動態特征，豐富了海洋熱浪研究的方法體系，同時也為海洋熱浪的風險評估和預測提供了新思路。

本研究由國家自然科學基金重大項目、國家自然科學基金合作創新研究團隊項目、中國科學院戰略先導科技專項項目、中國科學院南海海洋研究所發展基金等共同資助。

相關論文信息：Ren,J.,Wang,C.,& Yao,Y. (2025). Spatiotemporally continuous marine heatwaves: A novel clustering approach reveals increasing frequency,duration,area,intensity,and movement distance. Geophysical Research Letters,52,e2024GL113211.

論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL113211

圖1（a）時空連續海洋熱浪（SCMHW）的三維示意圖，其中X軸、Y軸和Z軸分別表示經度、緯度和時間，填色部分表示平均強度。（b）SCMHW在不同平面的投影示意圖，填色部分

圖2（a）不同類型SCMHWs的數量關系，持續時間：Duration（D）；影響面積：Area（A）；平均強度：Mean-Intensity（I），上角標中普通水平為Normal（N），極端水平為Extreme（E）。（b,c,d,e） D^NA^EI^N，D^NA^NI^E，D^EA^EI^N和D^EA^EI^E?型的空間分布。填色區域表示歷史時期這些類型SCMHWs的平均強度，空白區域表示未發生過該類型的SCMHWs。