《气候变化中的海洋热浪》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-08-19
  • 众所周知,陆地上发生的热浪对人类健康、基础设施和农业产生了不利影响。人们对海洋热浪(MHWs)的关注正在增长,因为它们可能导致巨大的生态和经济影响。Holbrook等人在《Nature Communications》上发表了第一篇关于全球MHWs的综合分析报告。他们确定了这些事件的具体驱动因素,以及MHWs与已知气候振荡之间的关联。

    在局部范围内,MHWs可以通过海洋表面的异常海洋加热引发(例如气温、风或云层的变化),也可以通过水平或垂直洋流与周围海洋的混合而引发。这些局部MHWs驱动过程通常与大规模气候振荡有关,Holbrook等人已经在1982~2016年之间为MHWs制定了这种关系。例如,作者表明在厄尔尼诺事件期间,一些最强烈的MHWs在ENSO期间发生。

    理解MHWs驱动因素的一个关键动机是确定如何使用他们来预测这些事件。ENSO以前被认为是可预测性的重要来源,能够提前一年预测大气和海洋变量,如降水和温度。Holbrook等表明许多地区的MHWs也可能根据它们与ENSO和其他气候振荡的联系进行预测。

    研究发现表明,气候变化大大增加了MHW的强度、频率和持久性。然而,他们的发现主要反映了海洋的变暖趋势,而不是MHW本身的变化,换句话说,平均海洋温度上升,但平均温度附近的变化保持相对稳定。从根本上说,在不调整变暖趋势的情况下定义MHW会将区域气候变率与全球气候变化混为一谈。

    然而,长期气候变化可能会改变或促成MHWs。过去的研究发现,在气候变化的情况下,气候振荡可能会发生变化,如ENSO或者将这些振荡与海洋偏远地区联系起来的遥相关。有趣的是,海洋温度变化的模式以及MHWs强度的变化模式可能与海洋变暖模式有很大不同。

    MHWs的科学研究,包括其驱动因素、影响和未来发展,仍处于起步阶段。Holb-rook等人为确定MHWs的原因提供了一个有价值的框架,以改进对这些事件的预测,以及我们对它们如何随着长期气候变化而演变的理解。

    (侯颖琳 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/d41586-019-02196-1
相关报告
  • 《气候变化使1982—2016年 海洋热浪发生的概率加倍》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:cancan
    • 发布时间:2018-12-29
    • 2018年8月15日,《自然》(Nature)发表题为《全球变暖背景下的海洋热浪》 (Marine Heatwaves under Global Warming)的文章,文章指出1982—2016年全球变暖使海洋热浪的发生频率加倍,未来全球变暖背景下海洋热浪的发生概率、持续时间和强度都会急剧增加。 海洋热浪是指海洋表面温度极端温暖的一段时期,持续数天至数月,可延伸至上千公里。最近观察到的一些海洋热浪揭示了海洋生态系统和渔业对这种极端气候事件的高度脆弱性。然而,进入21世纪以来夺走数以万计生命的陆上热浪、海洋热浪受到的关注程度非常低,科学界对过去海洋热浪事件的认识和未来发展的理解非常有限。但持续性的海面(多指深度在数米范围内)温度上升,同样会造成灾难性的后果。来自瑞士伯尔尼大学(University of Bern)和瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zürich)的科研人员,利用卫星观测和地球系统模型模拟,通过分析卫星、船只及浮标所获得的数据,分析海洋热浪的趋势及未来发展情况。科研人员把指定海域水温超出测量值99%的现象,称为海洋热浪。 研究结果表明,在过去的几十年中,海洋热浪已经变得更持久、更频繁、更广泛和更强烈,而且这种趋势将在进一步的全球变暖下加速。具体表现为:①1982—2016年海洋热浪发生的数量加倍,预计这一数字将进一步增加。②即使人类采取行动,将全球变暖幅度控制在《巴黎协定》确定的2℃以内,海水异常升温的海洋热浪频率、强度与持续时间依然会大幅增加,海洋热浪的天数会由现在的约33天增为84天。③在“基准情景”(BAU)下,21世纪末全球变暖幅度会达到3.5℃,在这种升温水平下,海洋热浪的发生空间范围将是工业化前的21倍,持续时间达到平均112天。④西部的热带太平洋和北极海洋变化预计最明显。⑤当前,87%的海洋热浪是人为变暖引起的,在全球变暖超过2℃的情况下,这一比例将增加到近100%。研究人员指出,在全球变暖的情况下,海洋热浪会变得非常频繁和极端,可能会将海洋生物和生态系统推向其韧性的极限并超越该极限,最终导致不可逆转的变化。 原文题目:Marine Heatwaves under Global Warming 来源:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0383-9 (全球海洋科技发展动态2018年第十一期 裴惠娟编译)
  • 《Nature:海洋热浪引起的热位移》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2020-08-28
    • 海洋热浪(Marine heatwaves, MHWs)是一种离散的但长时间处于异常温暖的海洋温度,可以极大地改变海洋生态系统,对生态和社会经济产生深远的影响。全球科学家在探索MHW的运行模式、驱动因素和趋势方面付出了巨大的努力。通常,MHW是根据其在特定位置的强度和持久性来表征的,这种方法特别适用于那些必须忍受温度升高影响的珊瑚和其他固着生物。但是,许多具有重要生态和商业意义的海洋物种通过迁徙到有利的栖息地来应对这一环境破坏,而流动性海洋物种的剧烈变化是反映MHW的显着影响因素之一。在长期变暖趋势的背景下,相关成果已经对空间温度变化进行了广泛研究,但现有的全球MHW分析中未阐明这些问题。 8月5日发表在《自然》(Nature)上的一篇论文,Michael等人将热位移作为衡量MHW的度量标准,而不是通过局部温度异常来表征地表温度等高线的空间位移,并使用基于观测的全球海面温度数据集来计算1982年至2019年所有MHW的热位移。他们发现,在全球海洋中,MHW期间的热位移范围从数十公里到数千公里,并且与MHW强度在空间上不相关。此外,尽管它们的整体空间格局差异很大,但在MHW的短期热位移与从变暖趋势推断的百年尺度位移具有可比性。这些结果加深了人们对MHW及其对海洋物种潜在影响的理解,并揭示了哪些地区最容易发生热位移,以及热位移变化对预测海洋变暖的影响。研究结果还强调了海洋资源管理者需要考虑由MHW驱动的空间变化,这种变化的规模与长期气候变化有关的变化具有可比性,并且已经在发生。 (熊萍 编译)