在國家自然科學基金等項目資助下，中國科學院南海海洋研究所研究員王春在團隊攜手澳大利亞新南威爾士大學教授Xiao Hua Wang團隊，成功定量揭示了地理特征與海洋-大氣過程相互作用對沿海海洋熱浪的重要調節作用。相關成果近日發表于《氣候變化研究進展》（英文版）。
鯊魚灣混合層熱收支。研究團隊供圖論文第一作者、中國科學院南海海洋研究所助理研究員胡玉瑋介紹，海洋熱浪已成為全球海洋與氣候變化研究的核心焦點之一。這類持續數天至數月的極端高溫事件，不僅會引發珊瑚白化、海草枯死，導致漁業崩潰，還會對近岸生態系統的穩定性以及區域氣候產生深刻影響。盡管人們普遍認識到海洋熱浪與氣候變率（如厄爾尼諾-南方濤動）緊密相關，但局地地理條件，特別是海灣、海峽以及水深變化等因素，在海洋熱浪形成和消亡過程中所起的作用，此前仍缺乏系統性研究。
該研究選取西澳大利亞的鯊魚灣作為典型案例。鯊魚灣獨特的半封閉海灣地形，為深入探討“地形、氣候、海洋-大氣相互作用”提供了理想的天然實驗場所。研究團隊利用1981-2020年歐洲航天局氣候變化倡議（ESA CCI）的海表溫度數據以及高分辨率再分析資料（BRAN 2020），從空間和時間兩個維度對過去40年鯊魚灣海洋熱浪的特征進行了細致刻畫。研究結果顯示，鯊魚灣內外海域的海洋熱浪在頻率和強度上存在顯著差異。灣內淺水區（水深≤25米）海洋熱浪事件頻繁發生，平均每年超過2次，不過持續時間較短且強度較弱；而灣外深水區（水深>25米）海洋熱浪相對較少，但往往伴隨著與厄爾尼諾-南方濤動相關的暖水異常入侵，呈現出更強烈、更持久的升溫態勢。
研究人員借助混合層熱收支分析方法，進一步揭示了地形在海洋熱浪形成機制中的關鍵作用。灣口淺水區域受短波輻射影響顯著，水體混合充分，升溫過程相較于灣外深水區域更為迅速。然而，由于半封閉地形的存在，來自灣外的相對“冷水”平流過程在灣口區域形成了“冷卻”機制，在一定程度上抑制了極端高溫的長期持續。相反，灣外深水區熱慣性較強，冷卻機制較弱，當厄爾尼諾-南方濤動引導暖水入侵時，就更容易出現強烈且持久的熱浪。這一結果充分表明，沿海地形不僅改變了海洋熱浪的時空分布格局，還決定了不同區域對氣候異常的響應模式。
盡管再分析資料的空間分辨率在一定程度上限制了對淺海湍流和混合作用的精確刻畫，但該研究仍具有重要的啟示意義：海洋熱浪的形成并非完全由大氣和洋流異常驅動，而是地形、氣候與海洋-大氣過程相互作用共同作用的結果。在全球變暖的大背景下，類似鯊魚灣的半封閉海域可能因“冷卻”效應減弱，而更易頻繁出現持續的極端升溫事件。
論文共同通訊作者王春在指出，該研究不僅拓展了海洋熱浪研究的地理學與熱動力學視角，還為理解氣候變化下沿海生態系統的未來風險提供了全新的科學依據。他呼吁，應開展全球范圍的比較評估，識別那些具備天然熱抗性的沿海海域，并利用更高分辨率的數值模型，深入揭示地形對區域海洋熱浪的調節機制，以更好地應對未來可能出現的海洋熱浪挑戰。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.accre.2025.09.012
本文鏈接：地理特征與海氣過程對沿海海洋熱浪調節作用獲揭示http://www.sq15.cn/show-11-28153-0.html
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