海洋熱浪已成為全球海洋與氣候變化研究的焦點之一。這些持續(xù)數(shù)天至數(shù)月的極端高溫事件，會造成珊瑚白化、海草枯死和漁業(yè)崩潰，影響近岸生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與區(qū)域氣候。然而，盡管人們普遍認識到海洋熱浪與氣候變率密切相關(guān)，但局地地理條件，尤其是海灣、海峽和水深變化，在海洋熱浪形成和消亡中的作用，仍缺乏系統(tǒng)研究。
近日，中國科學院南海海洋研究所團隊等，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調(diào)節(jié)作用。
該研究以澳大利亞的鯊魚灣為例，這一典型的半封閉海灣地形為探討“地形、氣候、海洋—大氣相互作用”提供了理想的天然實驗場。團隊利用1981年—2020年ESA CCI海表溫度數(shù)據(jù)和高分辨率再分析資料，從空間與時間兩個維度，刻畫了過去40年鯊魚灣海洋熱浪的特征。結(jié)果顯示，鯊魚灣內(nèi)外海域的海洋熱浪在頻率與強度上表現(xiàn)出明顯差異。灣內(nèi)淺水區(qū)（≤ 25米）的海洋熱浪事件頻繁（平均每年超過2次），但持續(xù)時間短、強度較弱；灣外深水區(qū)（>25米）海洋熱浪較少，卻往往伴隨與ENSO相關(guān)的暖水異常入侵，表現(xiàn)為更強烈、更持久的升溫事件。
通過混合層熱收支分析，研究進一步揭示了地形在海洋熱浪形成機制中的作用。灣口淺水區(qū)域受短波輻射影響較大，水體混合充分，升溫過程相對灣外深水區(qū)域更加快速。但是，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(qū)域形成了“冷卻”機制，一定程度上抑制了極端高溫的長期持續(xù)。相反，在灣外深水區(qū)，熱慣性較強、冷卻機制較弱，當ENSO引導暖水入侵時，更易出現(xiàn)強烈而持久的熱浪。這一結(jié)果表明，沿海地形改變了海洋熱浪的時空分布，決定了不同區(qū)域?qū)夂虍惓５捻憫?yīng)模式。
研究表明，海洋熱浪的形成并非完全由大氣和洋流異常驅(qū)動，而是地形、氣候與海洋—大氣過程相互作用的綜合結(jié)果。未來，在全球變暖背景下，類似鯊魚灣的半封閉海域或因“冷卻”效應(yīng)減弱，更易出現(xiàn)頻繁且持續(xù)的極端升溫事件。
該研究拓展了海洋熱浪研究的地理學與熱動力學視角，為理解氣候變化下沿海生態(tài)系統(tǒng)的未來風險提供了新的科學依據(jù)。
相關(guān)研究成果發(fā)表在Advances in Climate Change Research上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。
論文鏈接
鯊魚灣海洋熱浪指標的時空特征
鯊魚灣混合層熱收支
本文鏈接：研究揭示地理特征與海氣過程對沿海海洋熱浪的調(diào)節(jié)作用http://www.sq15.cn/show-12-2071-0.html
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