本站讯 近日，物理海洋教育部重点实验室在Nature Communications（《自然·通讯》）期刊在线发表题为“Spring–Summer Caribbean Sea Marine Heatwaves Tied to Previous Winter Indian Ocean Marine Heatwaves”（春夏季加勒比海海洋热浪与前冬印度洋海洋热浪相关联）的最新研究成果。研究首次揭示了印度洋与加勒比海之间海洋热浪的跨洋盆、跨季节的遥相关，阐明了其中的跨洋盆联动路径和动力学机制，为提前数月预测加勒比海海洋热浪提供了一个前兆信号。成果由海洋与大气学院/未来海洋学院/物理海洋教育部重点实验室在读博士生李泽宇为第一作者，中国海洋大学“筑峰人才工程”第一层次李建平教授担任通讯作者合作完成。
海洋热浪是海水温度异常升高的极端事件，对海洋生态系统和沿海经济构成严重威胁。传统研究多关注单一海盆内海洋热浪的成因与演变，但不同海盆之间的海洋热浪是否存在相互影响仍不清楚。
图1 冬季印度洋海洋热浪与春夏季加勒比海海洋热浪联系的机制示意图。
(a)前期冬季印度洋海洋热浪加热大气，引发上升运动，扰动高层大气，激发一支向东传播的印度洋–太平洋–大西洋罗斯贝波列，在大西洋北部高层形成辐散异常和大气厚度增加。
(b)异常的反哈德莱环流在底层引起南风异常，削弱背景风场，同时向加勒比海输送暖湿空气。低层风场减弱和大气整层增暖共同减小了海气界面温度差和湿度差，抑制了蒸发和潜热损失，促使海水增暖，激活同期加勒比海海洋热浪。
(c)波列引起的高层增暖强于低层，使得海洋大气边界层更加稳定、厚度减小，垂直混合减弱，阻止海面暖湿异常向上扩散，从而使异常增暖从前期冬季持续到随后的春季和夏季。
利用观测数据和数值模拟，该研究首次揭示了印度洋与加勒比海海洋热浪之间存在显著的跨海盆遥相关，即春季和夏季在加勒比海发生的海洋热浪与前冬印度洋的海洋热浪存在显著的关联。研究揭示了印度洋海洋热浪影响加勒比海海洋热浪的跨洋盆遥相关机制（图1）：（1）触发对流：冬季印度洋海洋热浪可激发强的大气对流活动；（2）激发波动并跨洋盆传播：上述对流引发了一支向东传播的印度洋–太平洋–大西洋罗斯贝波列（IPAT）；（3）改变环流：该IPAT波列抵达加勒比海后，引起区域性反哈德莱环流异常和大气柱增暖；（4）产生海洋热浪：上述环流异常降低了加勒比海地区的海-气温差，削弱了海面风速，从而抑制了海洋蒸发和潜热损失，最终促使冬季的加勒比海海表增暖，触发并增强了加勒比海的海洋热浪，并且在海-气边界层的保温作用下为春夏季海洋热浪的活跃创造了有利条件。这一机制在气候模式中得到了部分再现。
该研究突破了传统上对海洋热浪孤立研究的局限，揭示了极端事件可以通过大气桥梁实现跨海盆远程联系，为海洋热浪的季节预测提供了新的思路，对加强海洋热浪相关灾害的预防与减缓策略具有重要意义。此外，加勒比海拥有极其脆弱且重要的珊瑚礁生态系统，提高对该地区海洋热浪的预测能力，有助于当地政府部门提前采取应对措施，减轻生态和渔业损失。
该研究入选Editors' Highlights（编辑亮点推荐）的Earth science（地球科学）板块的Featured articles（精选文章）。Editors' Highlights是《自然·通讯》期刊编辑部为了提升特定研究的可见度、突出学科热点或展示重大科研突破，而专门挑选并重点推荐的论文，每个学科方向仅展示近期入选的50篇成果。本次入选Earth science板块，表明研究工作在地球科学领域受到了期刊编辑团队的高度关注与认可。
研究工作得到国家自然科学基金卓越研究群体项目（42288101）、崂山实验室科技创新项目（LSKJ202202600）、山东省自然科学基金重大基础研究项目（ZR2019ZD12）联合资助。
文：侯霞
编辑：赵奚赟
责任编辑：刘莅
