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系統揭示了季節性大氣強迫與上升流系統如何調節粵港澳大灣區海洋熱浪的垂向演化。相關成果近日發表于《通訊地球與環境》。論文第一作者為中國科學院南海海洋研究所助理研究員胡玉瑋，王春在為通訊作者。
海洋熱浪，可類比為“水中的熱浪”，是指海水溫度在一段時間內顯著高于氣候平均值的現象。長期以來，學界普遍認為沿岸上升流系統可能是抵御海洋熱浪的“冷庇護所”。上升流由季風或沿岸風驅動，能將深層冷水輸送至表層，在一定程度上抵消海水變暖效應。然而，上升流與海洋熱浪究竟如何相互作用？上升流能否真正“限制”海洋熱浪向更深層發展？這些問題此前缺乏系統的定量研究。
季節性大氣強迫、上升流系統與海洋熱浪相互作用示意圖。研究團隊供圖
為此，研究團隊提出核心假設：當上升流與海洋熱浪同時出現時，上升流會限制海洋熱浪的垂向范圍；反之，下沉流則會使海洋熱浪進入更深層水體。為驗證這一假設，研究以粵港澳大灣區近海為典型區域，綜合運用衛星觀測與再分析數據，開展混合層熱量收支分析，深入探討風場、海表通量與上升流系統對海洋熱浪的共同調制作用。
研究結果表明，粵港澳大灣區的海洋熱浪與季節性上升流系統存在緊密的動力耦合關系。二者共享相同的大氣強迫源，如季風與太陽短波輻射；在次表層發生能量與物質交換，并受沿岸地形控制，通過風應力引發的埃克曼輸運與抽吸實現垂向耦合。
該研究首次揭示了海洋熱浪事件在垂向上的動態轉換過程。在事件形成階段，上升流將次表層暖水抬升至表層，與表層異常暖水結合，形成新的表層海洋熱浪；在消亡階段，表層冷卻后，殘余暖水重新聚集于次表層，形成次表層熱浪。這意味著一個海洋熱浪事件的結束，可能成為下一次海洋熱浪的起點。這種“表層—次表層”的往復遷移表明，海洋熱浪并非孤立事件，而是一個連續的三維能量過程。
研究還指出，海洋熱浪的演化受多種物理過程共同驅動。表層熱通量（主要包括太陽短波輻射和潛熱通量）決定海洋熱浪的基本升溫與降溫趨勢；季風風場通過觸發上升流或下沉流調節水柱的垂向運動；沿岸洋流與次表層水團的輸送進一步影響海洋熱浪的空間分布。三者交互作用，使海洋熱浪的形成與消亡呈現出明顯的季節性和空間非均勻性。
該研究不僅深化了人們對海洋熱浪三維結構的認識，也為預測極端海洋事件提供了新思路。盡管在持續變暖背景下，上升流區仍可能成為相對安全的“冷庇護所”，但其緩沖效應更可能體現在次表層或底層海洋熱浪，而非表層事件。
王春在表示，未來，研究團隊計劃在其他典型上升流系統開展進一步觀測與數值模擬，以驗證該機制的普適性，并評估其對海洋生態系統與區域氣候的影響，為沿岸生態管理、漁業調控以及氣候適應策略的制定提供新的科學依據。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02853-6
本文鏈接：粵港澳大灣區海洋熱浪的垂向演化機制獲揭示http://www.sq15.cn/show-11-28479-0.html
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