海洋熱浪是極端海洋天氣氣候事件，對(duì)海洋環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)生活具有非常重要的影響。中科院海洋所胡敦欣院士課題組胡石建研究員等人基于長(zhǎng)期觀測(cè)研究，在海洋熱浪研究領(lǐng)域取得重要突破，首次發(fā)現(xiàn)在熱帶西太平洋存在超強(qiáng)次表層海洋熱浪，揭示了次表層海洋熱浪對(duì)海洋漁業(yè)資源的重要影響。該成果近日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Environmental Research Letters（一區(qū)TOP期刊，IF=6.793）。
熱帶西太平洋次表層海洋熱浪事件示意圖
海洋熱浪是海洋中發(fā)生的、離散而短周期的極端高溫事件，廣泛發(fā)生在全球大洋和近岸海域，因其對(duì)海洋環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)具有極強(qiáng)的破壞性影響，而成為近年來海洋氣候與環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)重要研究前沿。傳統(tǒng)基于海洋表面溫度的研究認(rèn)為，熱帶西太平洋海域是全球海洋熱浪強(qiáng)度最小的海域之一。但是，胡石建等人使用TAO/TRITON浮標(biāo)陣列獲取的長(zhǎng)期、高時(shí)間分辨率觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在熱帶西太平洋次表層存在很強(qiáng)的、獨(dú)立于表層熱浪的海洋熱浪事件，并將其稱為“次表層海洋熱浪”事件。研究結(jié)果顯示，熱帶西太平洋次表層海洋熱浪的平均強(qiáng)度峰值位于150米深度附近，區(qū)域平均可達(dá)5.2 C，其中部分海域平均最大強(qiáng)度可達(dá)8.9 C，是表層海洋熱浪強(qiáng)度的3到6倍。次表層海洋熱浪幾乎每年都會(huì)發(fā)生，每次平均持續(xù)時(shí)間約為17天，其發(fā)生與ENSO指數(shù)沒有顯著相關(guān)性,但具有季節(jié)變化，4至6月較強(qiáng)且較為頻繁，而9至10月相對(duì)較弱、較少。
胡石建等人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，海洋表層風(fēng)場(chǎng)輻聚導(dǎo)致的Ekman下降流是熱帶西太平洋次表層海洋熱浪形成的主要機(jī)制。觀測(cè)顯示，海表面風(fēng)場(chǎng)在熱帶西太平洋輻合導(dǎo)致海表暖水輻聚并以Ekman下降流形式引起暖水下沉，進(jìn)而導(dǎo)致次表層海洋的極端異常增暖。上300米層是金槍魚等深海魚的生活深度，而西太平洋是全球最大的金槍魚漁場(chǎng)。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)比分析了密克羅尼西亞等海域的金槍魚產(chǎn)量與次表層海洋熱浪的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)極端次表層海洋熱浪的發(fā)生或可顯著降低金槍魚產(chǎn)量。
熱帶西太平洋次表層海洋熱浪的平均強(qiáng)度（a）、年發(fā)生次數(shù)（b）和持續(xù)時(shí)間（c）。中圖為各站位次表層海洋熱浪強(qiáng)度時(shí)間序列（d），下圖為次表層海洋熱浪強(qiáng)度（c）和百分比數(shù)（f）的季節(jié)變化
西太平洋次表層海洋熱浪的發(fā)現(xiàn)改變了對(duì)海洋熱浪的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，有助于加深對(duì)極端天氣氣候事件及其海洋生態(tài)環(huán)境影響的理解，具有重要的科學(xué)和應(yīng)用價(jià)值。論文研究團(tuán)隊(duì)由來自中科院海洋所、南海海洋所、澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織、日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家組成，中科院海洋所研究員、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)會(huì)員胡石建為論文第一作者兼通訊作者。成果得到了中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家自然科學(xué)基金和山東省自然科學(xué)基金的聯(lián)合資助。
相關(guān)成果及鏈接如下：
Hu, S.*, S. Li, Y. Zhang, C. Guan, Y. Du, M. Feng, K. Ando, F. Wang, A. Schiller, and D. Hu (2021), Observed strong subsurface marine heatwaves in the tropical western Pacific Ocean, Environmental Research Letters, 16(10), 104024. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac26f2.
