发现海洋季节循环变化会加剧破坏性海洋热浪事件
近日，Environmental Research Letters在线发表物理海洋教育部重点实验室最新科研成果“Changing ocean seasonal cycle escalates destructive marine heatwaves in a warming climate” （《全球变暖下海洋季节循环的变化会加剧破坏性海洋热浪事件》）。该成果由实验室青年学者王胜鹏博士、荆钊教授和吴立新院士所在的科研团队共同完成。
“海洋热浪”（Marine heatwaves, MHW）是海洋中发生的极端高温事件，持续时间几天至数月，影响范围可覆盖几平方公里至数千平方公里，因其对海洋环境、海洋生态系统和社会经济发展有急剧破坏性的影响，成为近些年海洋气候与环境研究领域的重要前沿问题之一。以往研究普遍认为在全球气候变化背景下，由于海表温度的持续升高，海洋热浪事件的发生频率、累积强度和持续时间都会显著增加。然而，近期有研究指出，有些适应性和迁移能力较强的生物，可能会在一定程度上适应这种全球海温平均变暖，但却无法适应极端海洋热浪导致的环境变化。因此，预测气候变化背景下由海洋温度短期变率改变而导致的海洋热浪变化具有重要的生态学意义。
为了解决上述科学问题，研究团队利用一系列全球气候耦合模式定量评估了气候变化背景下海洋温度短期变率的改变对海洋热浪变化的贡献。研究发现，即使去除平均海温长期变化趋势，海温的季节循环的增强会导致本世纪末全球海洋热浪事件发生的持续时间和累积强度分别增加近60%和100%。同时，这种海温季节循环的增强对于强海洋热浪事件（Extreme marine heatwaves）的影响更为显著，可导致其发生的持续时间和累积强度分别增加8倍和30倍。通过进一步研究发现，海温季节循环的增强对海洋热浪事件的季节变化也有重要的影响，可使其在夏秋季节相比于冬春季节更加活跃。
上述研究结果表明，如果不采取有效措施减少碳排放，海洋热浪事件很可能在未来对更加广泛的海洋物种产生越来越严重的破坏性影响。
图: 气候变化背景下海温短期变率改变导致全球海洋热浪事件的（a）年持续时间和（b）年累积强度的变化。（c）和（d）分别为本世纪海洋热浪年持续时间和年累积强度相对于本世纪初的变化率。