赤道西印度洋海洋热浪特征及驱动机制

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近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）杜岩研究员团队揭示了赤道西印度洋海洋热浪特征及驱动机制，该研究成果由硕士研究生齐睿思作为第一作者，杜岩研究员和张莹博士作为共同通讯作者发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上，合作者还包括澳大利亚联邦科学与工业研究组织研究员冯明。

海洋热浪是海洋中的极端高温事件，通常定义为海表温度连续五天及以上超过气候平均态第九十百分位阈值。海洋热浪可持续数天至数月，面积可达几平方公里至数千平方公里，会导致珊瑚白化，物种迁移，鱼类死亡率增加等生态灾害，给全球海洋生态系统带来严重威胁，并给社会经济带来巨大损失。

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基于卫星观测资料发现，赤道西印度洋存在显著的海洋热浪活跃区（48°E−54°E, 2°S–2°N），主要受到海洋行星波动过程的调控作用。在1982-2020年期间，该海区的平均海洋热浪强度、持续时间和发生频次分别可达1.54°C、13.33天和1.97次（图1）。此外，该海区的海洋热浪事件存在显著的年际变化，其中有11年的海洋热浪年平均总天数较其平均态更多，证实与印-太海区主要气候模态厄尔尼诺事件和印度洋偶极子事件有关。在热带印度洋，赤道东风异常会激发下沉的赤道罗斯贝波，其向西传播至赤道西印度洋，导致该海域上层暖水辐合，次表层冷水上涌受到抑制，促使海表温度异常增暖、海洋热浪发生（图2）。此外，热带南印度洋的下沉罗斯贝波也会通过海洋波动的传播和反射过程影响赤道西印度洋海洋热浪的发生。该研究也指出，近39年来赤道西印度洋海洋热浪的年平均发生频次、持续时间和总天数都呈现显著增加趋势（分别为每十年增加1.56次、4.95天和31.72天），这与全球变暖背景下平均海表温度的升高密切相关。

综上，该研究给出了赤道西印度洋海洋热浪统计特征，并揭示了该海域海洋热浪的驱动机制，这将有助于我们进一步理解赤道西印度洋海洋极端高温事件与气候模态相关的海气相互作用和海洋动力过程，也有助于对海洋极端事件的预测。

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图1. 1982-2020年赤道西印度洋海洋热浪统计特征。（a-f）年平均的海洋热浪平均强度（℃）、最大强度（℃）、累计强度（℃·天）、持续时间（天）、发生频次（次），总天数（天）

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图2. 1993-2020年1°N-1°S平均的去除长期趋势的逐日海表面高度异常的时间-经度剖面图（填色，厘米）；黑色点表示海洋热浪事件的发生

本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院项目和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）团队项目的资助。

相关论文信息：

Qi, R., Zhang, Y.*, Du, Y.*, & Feng, M. (2022). Characteristics and drivers of marine heatwaves in the western equatorial Indian Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, e2022JC018732.      

https://doi.org/10.1029/2022JC018732

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