海洋熱浪指海水溫度在一段時(shí)期內(nèi)明顯超出氣候平均值的現(xiàn)象。長(zhǎng)期以來，學(xué)界普遍認(rèn)為沿岸上升流系統(tǒng)是抵御海洋熱浪的 “冷庇護(hù)所”—— 這類上升流由季風(fēng)或沿岸風(fēng)驅(qū)動(dòng)，能將深層冷水輸送至表層，進(jìn)而抵消部分海水變暖效應(yīng)。然而，上升流與海洋熱浪相互作用機(jī)制，以及上升流能否真正 “限制” 海洋熱浪的發(fā)展深度等問題，仍缺乏定量研究。
近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所團(tuán)隊(duì)，揭示了季節(jié)性大氣強(qiáng)迫與上升流系統(tǒng)調(diào)節(jié)粵港澳大灣區(qū)海洋熱浪的垂向演化機(jī)制。
研究團(tuán)隊(duì)提出了核心假設(shè)：當(dāng)上升流與海洋熱浪同時(shí)出現(xiàn)，上升流會(huì)限制海洋熱浪的垂向范圍；反之，下沉流會(huì)使海洋熱浪進(jìn)入更深層的水體。研究以粵港澳大灣區(qū)近海為代表區(qū)域，綜合利用衛(wèi)星觀測(cè)與再分析數(shù)據(jù)，開展混合層熱量收支分析，探討了風(fēng)場(chǎng)、海表通量與上升流系統(tǒng)對(duì)海洋熱浪的共同調(diào)制作用。結(jié)果表明，大灣區(qū)海洋熱浪與季節(jié)性上升流系統(tǒng)存在動(dòng)力耦合關(guān)系，即它們共享季風(fēng)和太陽短波輻射等相同的大氣強(qiáng)迫源；同時(shí)，它們?cè)诖伪韺影l(fā)生能量與物質(zhì)交換，并受沿岸地形控制，通過風(fēng)應(yīng)力引起的埃克曼輸運(yùn)與抽吸實(shí)現(xiàn)垂向耦合。
研究揭示了海洋熱浪事件垂向動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換過程。在事件的形成階段，上升流可將次表層暖水抬升至表層，與表層異常暖水結(jié)合，形成新的表層海洋熱浪；在消亡階段，表層冷卻后，殘余的暖水重新聚集在次表層，形成次表層熱浪。這種“表層—次表層”的往復(fù)遷移表明，海洋熱浪并非孤立事件，而是連續(xù)的三維能量過程。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，海洋熱浪演化受多種物理過程共同驅(qū)動(dòng)。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(shì)；季風(fēng)風(fēng)場(chǎng)通過觸發(fā)上升流或下沉流，調(diào)節(jié)水柱的垂向運(yùn)動(dòng)；沿岸洋流與次表層水團(tuán)的輸送，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(xiàn)出季節(jié)性和空間非均勻性。
研究結(jié)果表明，在持續(xù)變暖的背景下，上升流系統(tǒng)仍有望成為相對(duì)安全的“冷庇護(hù)所”，但其緩沖效應(yīng)體現(xiàn)在次表層或底層海洋熱浪，而非表層事件。該研究深化了學(xué)界對(duì)海洋熱浪三維結(jié)構(gòu)的理解，為預(yù)測(cè)極端海洋事件提供了新思路。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《通訊-地球與環(huán)境》（Communications Earth & Environment）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等的支持。
論文鏈接
季節(jié)性大氣強(qiáng)迫、上升流系統(tǒng)與海洋熱浪相互作用示意圖
本文鏈接：研究揭示粵港澳大灣區(qū)海洋熱浪垂向演化機(jī)制http://www.sq15.cn/show-12-2147-0.html
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