近日，物理海洋实验室在北极海洋热浪的生态影响研究领域取得新进展，通过将高分辨率气候模式与海洋生物学相结合，指出未来北极海洋热浪的强度将显著增强，并对北极生态系统造成威胁。 Nature Climate Change期刊以 “The changing nature of future Arctic marine heatwaves and its potential impacts on the ecosystem”（《未来北极海洋热浪变化的性质及其对生态系统的潜在影响》）为题对上述成果进行了在线报道。该工作由吴立新院士团队在读博士研究生苟睿健，联合德国多家科研院所的专家学者共同合作完成。

　　北冰洋是唯一一个拥有大面积海冰覆盖的海盆。在海冰覆盖下，海洋温度相对恒定，因为海冰反射了阳光，大大减少了海洋通过大气加热的可能性。然而，受全球气候变化影响，北极海冰正在消退，海洋热浪（海洋温度异常升高的现象）变得更为频繁和强烈，这些热浪事件及其对环境变化的影响对现代气候来说可能是史无前例的。本研究基于中国海洋大学与崂山实验室等单位共同研发的高分辨率气候模式，发现21世纪北极海洋热浪的强度将呈数量级增长，并表现出强烈的年际变率。

图：北极海洋热浪增长示意图

　　进一步研究发现，海洋热浪期间，北极海洋温度在短时间内出现更极端的波动，温度的急剧变化将达到前所未有的速度（上图），这会对海洋生物产生级联效应，威胁关键物种，破坏食物链，并对北极生物多样性造成不可逆的损害。此外，海洋热浪期间海洋层结也会增强，温暖的表层水覆盖在较冷的、密度更大的水层之上，层结的扰动将导致营养物质的减少，威胁北极海洋生物，进一步加剧依赖稳定栖息地的北极物种所面临的挑战。

　　研究指出，为了更好地理解和预测这些影响，在下一步工作中需要耦合气候和生物的模型，并与能够更好模拟极端事件的高分辨率相结合，这对于认识海洋热浪的影响和保护北极生态系统至关重要。

图：北极海洋热浪对生态系统的直接威胁（a）和间接威胁（b），包括对初级生产力、物种组成、碳固定等方面的影响。

　　上述研究工作得到中国海洋大学研究生自主科研项目“北极海域环流与气候在高分辨率模式中的变异性”（202461004）和欧洲研究委员会协同基金“i2B–into the blue”（101118519）的资助。

原文引用：

GOU R. -J.*, K. K. E. Wolf, C. J. M. Hoppe, L. -X. Wu, and G. Lohmann, 2025: The Changing Nature of Future Arctic Marine　Heatwaves and its Potential Impacts on the Ecosystem. Nature Climate Change,　https://doi.org/10.1038/s41558-024-02224-7.