南海海洋所?|?研究揭示全球海洋熱浪動(dòng)態(tài)演變規(guī)律

近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LORS）的王春在研究員團(tuán)隊(duì)，以時(shí)空聯(lián)動(dòng)視角識(shí)別并追蹤了全球無(wú)冰帶海洋熱浪（MHW）的時(shí)空結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)移動(dòng)特征。相關(guān)研究成果發(fā)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(duì)MHW的研究通常將時(shí)間維度與空間維度分開(kāi)，只關(guān)注特定區(qū)域內(nèi)MHW的時(shí)間變化特征，或某一特定時(shí)段內(nèi)的空間變化。然而，多數(shù)MHW的形成和發(fā)展是一個(gè)從“產(chǎn)生”到“發(fā)展”再到“消亡”，并在空間上延展或移動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程（圖1）。因此，本研究從時(shí)空三維視角（時(shí)間×經(jīng)度×緯度）出發(fā)，首先構(gòu)建了一種識(shí)別時(shí)空連續(xù)型MHW新方法（Spatiotemporally Continuous Marine Heatwaves，SCMHWs），然后依據(jù)持續(xù)時(shí)間（D）、面積（A）和強(qiáng)度（I）三個(gè)維度是否極端（N: Normal;E: Extreme），將SCMHWs分為8個(gè)類型，并探究了主要類型時(shí)空移動(dòng)特征。該研究旨在以時(shí)空聯(lián)動(dòng)的視角揭示全球海洋無(wú)冰帶范圍內(nèi)時(shí)空連續(xù)海洋熱浪的時(shí)空結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)特征。

1982-2022年全球共有6605個(gè)SCMHWs被識(shí)別，其中D^NA^EI^N，D^NA^NI^E，D^EA^EI^N和D^EA^EI^E型發(fā)生頻繁，強(qiáng)度較高的區(qū)域主要出現(xiàn)在西邊界流及其延伸體區(qū)域、厄加勒斯溢流區(qū)、赤道中東太平洋區(qū)域等（圖2）。值得注意的是，平均強(qiáng)度處在高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的類型（圖2(c)和2(e)）僅在上述特定區(qū)域出現(xiàn)，這可能與渦旋活動(dòng)密切相關(guān)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)SCMHWs多數(shù)沿東西方向移動(dòng)，且在過(guò)去幾十年中呈現(xiàn)頻率增加、持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)、覆蓋范圍擴(kuò)大、移動(dòng)距離增加但移動(dòng)速減慢的變化趨勢(shì)。

本研究從時(shí)空聯(lián)動(dòng)的視角出發(fā)，提出的識(shí)別與分類時(shí)空連續(xù)海洋熱浪的新方法不僅揭示了海洋熱浪的時(shí)空結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)特征，豐富了海洋熱浪研究的方法體系，同時(shí)也為海洋熱浪的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)測(cè)提供了新思路。

本研究由國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金合作創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所發(fā)展基金等共同資助。

相關(guān)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(shí)空連續(xù)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(jīng)度、緯度和時(shí)間，填色部分表示平均強(qiáng)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(shù)量關(guān)系，持續(xù)時(shí)間：Duration（D）；影響面積：Area（A）；平均強(qiáng)度：Mean-Intensity（I），上角標(biāo)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(qū)域表示歷史時(shí)期這些類型SCMHWs的平均強(qiáng)度，空白區(qū)域表示未發(fā)生過(guò)該類型的SCMHWs。