随着全球气候变暖加剧，海洋热浪的频发已成为气候变化的重要标志之一，直接影响着海洋生态系统与人类社会。黑潮延伸体区域，作为西北太平洋典型的西边界流系统，承担着重要的海气交换功能，其显著的中尺度涡旋活动对区域气候调节、海洋生态维持和跨洋能量输送有着不可或缺的作用。然而，近年来气候变化的影响使得这一地区的海洋热浪事件逐渐增多，且呈现出持续时间和强度逐年上升的趋势，给渔业资源、生态环境乃至全球气候系统带来了深远影响。在2024年暖季期间，黑潮延伸体区域经历了一次破纪录的海洋热浪事件，区域平均海表温度异常超过2°C，该事件在夏季达到了峰值强度，持续时间超过以往短期事件。
为理解这一海洋热浪事件的成因，中国科学院大气物理研究所的研究团队利用观测数据、海洋混合层热收支诊断与气候模式归因试验，深入剖析了2024年黑潮延伸体区域海洋热浪的发展与衰减过程，量化了海洋内部动力过程、大气环流异常以及人为外强迫在这一事件中的作用。
研究发现，在海洋热浪发展阶段，黑潮延伸体主轴的北移带来了反气旋涡旋的生成，将暖的亚热带水体输送至东北方向。同时，异常的大气阻塞导致了云量减少、短波辐射增强，从而加速了海表温度的升高（图一）。这一局地大气环流异常可能受到了北大西洋海表温度正异常的远程调控，后者激发沿欧亚大陆东传的罗斯贝波列，进一步增强了黑潮延伸体区域的高压异常，延长了海洋热浪的持续时间（图二）。在海洋热浪衰减阶段，异常西风增强了海表潜热损失，并通过风—蒸发—海温反馈机制抑制了海温进一步升高，同时海洋涡旋活动的热量耗散也加速了海洋热浪的结束。
进一步的模式归因结果显示，仅靠自然气候变率无法重现1980年代以来黑潮延伸体区域的持续升温趋势，人为外强迫对本次海洋热浪事件的发展起到了重要作用。研究表明，本次海洋热浪事件的强度约35%源于异常大气环流的影响，剩余部分则归因于人为温室气体的增暖效应和海洋内部动力过程的作用。面向未来，研究指出，随着气候变暖，西边界流区类似的长持续、高强度海洋热浪发生的概率将显著增加。这不仅会影响区域渔业与海洋生态系统，也会提高跨洋盆气候异常的风险，对预测与应对提出更高要求。
“我们的研究揭示了海洋与大气过程在驱动西边界流区域海洋热浪中的关键角色。理解并量化这些机制，有助于提高预测能力，为制定应对海洋极端事件的策略提供科学依据。”论文通讯作者、中科院大气物理研究所黄刚研究员表示。
该研究成果近期发表于《Geophysical Research Letters》期刊，论文第一作者为大气所研究生乔栎霏，合作者包括英国谢菲尔德大学唐颢苏博士与大气所黄刚研究员。本研究得到国家自然科学基金项目（42141019与42261144687）的联合资助。
参考文献：
Qiao, L., Tang, H., & Huang, G. (2025). Persistent 2024 warm‐season marine heatwave in the Kuroshio extension region under global warming. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL117274.
文章链接：
https://doi.org/10.1029/2025GL117274
图一、(a) 2024年暖季海表温度异常（℃，阴影图）。蓝色框（35°–45°N，140°–160°E）表示黑潮延伸体区域。(b) 2024年暖季500 hPa位势高度异常（gpm，阴影图）和风场异常（m/s，矢量图）。(c) 1982至2024年暖季期间，黑潮延伸体区域平均海表温度异常（黑色条形图）、线性趋势（蓝色线）和去趋势后的异常值（粉色条形图）时间序列。(d) 2024年逐日海表温度变化（黑色），气候平均海表温度（绿色）和5天滑动平均的90百分位阈值（橙色虚线），用于定义I类（中等）海洋热浪。红色和棕色虚线分别表示II类（强）和III类（严重）海洋热浪的阈值。(e) 2024年黑潮延伸体区域海洋热浪发展（橙色）和衰减（蓝色）阶段的混合层热量收支条形图，包括温度变化（dT）、纬向和经向平流（Uadv, Vadv）、净热通量（Qnet）、短波辐射（Qsrf）、长波辐射（Qlrf）、潜热通量（Qlhf）、感热通量（Qshf）等。(f) 2024年暖季表面热通量异常日变化：短波辐射（Qsrf，黑色）、长波辐射（Qlrf，橙色）、潜热通量（Qlhf，蓝色）和感热通量（Qshf，绿色）。
图二、(a) 北半球海温异常（填色）对黑潮延伸体区域平均海温异常的回归（1982–2024年暖季）。蓝框为本研究分析的北大西洋区域。 (b) 2024年暖季期间200 hPa涡动位势高度异常（填色）及对应的波活动通量（矢量）。 (c, e) 去趋势后西北太平洋和北大西洋海温异常的第一模态SVD耦合空间型。虚线区域表示在95%置信水平上显著。 (d, f) 分别对应(c)和(e)的SVD标准化时间序列。
来源： https://iap.cas.cn/gb/xwdt/kyjz/202508/t20250821_7908826.html | 
发表于 2025-8-22 10:51:52
