近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）/全球海洋和氣候研究中心(GOCRC)王春在研究員團(tuán)隊探究了在未來強西北太平洋副熱帶高壓事件增多情景下，南海夏季海洋熱浪（MHWs）的時空變化特征及其物理機(jī)制。研究成果以碩士研究生宋強華為第一作者、姚玉龍博士和王春在研究員為共同通訊作者發(fā)表在國際著名期刊Geophysical Research Letters上（中科院一區(qū)，IF=5.2）。

　　海洋熱浪是指發(fā)生在海洋中的極端高溫事件，給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重威脅，例如珊瑚礁白化、海草床和海藻林面積減少等，從而影響整個生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。受異常西北太平洋副熱帶高壓的影響，我國南海尤其是南沙群島和北部灣海域經(jīng)常發(fā)生長時間、高強度的海洋熱浪事件，是引發(fā)南海珊瑚礁白化的重要原因。基于不同模式以及不同情景下的西北太平洋副熱帶高壓研究表明，未來強西北太平洋副熱帶高壓事件有明顯的增加趨勢。那么，未來南海海洋熱浪對強西北太平洋副熱帶高壓事件增加是如何響應(yīng)的呢？

　　基于此，本研究使用衛(wèi)星觀測海溫數(shù)據(jù)、再分析資料和CMIP6模式數(shù)據(jù)預(yù)估了未來南海夏季海洋熱浪的時空變化特征。研究結(jié)果表明未來增加的強西北太平洋副熱帶高壓事件主要影響南海夏季海洋熱浪的總天數(shù)。與歷史時期（1982-2020年）相比，未來南海夏季海洋熱浪總天數(shù)高值區(qū)（>50天）的面積顯著增加。到本世紀(jì)末，南海夏季海洋熱浪總天數(shù)大約可以達(dá)到34天/夏季。與此同時，南海夏季海洋熱浪的平均持續(xù)時間也有顯著增加，在本世紀(jì)后半葉，單次海洋熱浪事件最長可以貫穿整個夏季（圖1）。

　　圖1. 基于CMIP6模式數(shù)據(jù)所得到的2021年至2100年南海夏季海洋熱浪平均持續(xù)時間的變化（左列柱狀圖）以及所對應(yīng)的代表性事件的時間序列（右列圖）。

　　當(dāng)未來西北太平洋副熱帶高壓增強時，由于反氣旋環(huán)流所造成的異常東風(fēng)將減弱南海夏季西南季風(fēng)，使得南海表面風(fēng)應(yīng)力與風(fēng)應(yīng)力旋度減小，抑制南海中南部的上升流。缺少了上升流所帶來的冷卻效應(yīng)，南海海表溫度將快速升溫，從而導(dǎo)致南海夏季海洋熱浪事件的增加。而當(dāng)南海出現(xiàn)持續(xù)性海洋熱浪事件時，高溫海水會增強表面蒸發(fā)，增加潛熱損失；同時加強對流，從而導(dǎo)致大量對流云的形成，進(jìn)而降低太陽輻射（圖2）。這種海溫-云負(fù)反饋機(jī)制將南海夏季海洋熱浪的平均強度限制在一個較低的范圍，因此未來南海夏季海洋熱浪的平均強度對西北太平洋副熱帶高壓增強的響應(yīng)較弱。

　　圖2. 海溫-云負(fù)反饋機(jī)制示意圖

　　本研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目、國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金青年項目等共同資助。

　　相關(guān)論文信息：Song, Q., Yao, Y., & Wang, C. (2023). Response of future summer marine heatwaves in the South China Sea to enhanced western Pacific subtropical high. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL103667.

　　網(wǎng)址：https://doi.org/10.1029/2023GL103667