《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)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2534-z
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    • 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。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。 全文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0383-9
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    • 中国科学院海洋研究所胡敦欣院士课题组胡石建研究员团队在热带西太平洋次表层海洋热浪研究中取得新进展,揭示了热带西太极端次表层海洋热浪事件的生成演变规律,相关成果近日在国际学术期刊Journal of Climate发表。 海洋热浪是海洋中发生的、离散而短周期的极端高温事件,因其对海洋环境和生态系统具有极强的破坏性影响,成为近年来海洋气候与环境领域的一个重要研究前沿。传统关于海洋热浪的研究主要基于海洋表面温度,属于海表海洋热浪范畴。2021年,胡石建等人基于长期现场观测,发现在热带西太平洋存在超强的、独立于表层而发生的次表层海洋热浪,并揭示了次表层海洋热浪对海洋渔业资源的重要影响。次表层海洋热浪的发现引起了国际学术界的广泛关注,相关论文于2024年入选IOP Publishing Top Cited Paper Award for China(“Sustainability category”领域十篇论文之一)。 研究团队进一步发现,热带西太平洋次表层海洋热浪存在极端事件,其中在2008年(MHW-08)和2010-2011年间(MHW-11)是有连续观测以来、两次最极端的次表层海洋热浪事件。为此,研究团队结合大气、海洋观测数据集和同化数据,系统研究了两次极端事件的形成演化特征和驱动机制。结果表明,两次极端事件具有相似的演化过程,暖异常均在热带海域局部产生并发展,随后以多核的形态逐渐消散。两次极端事件在发生发展阶段主要受海表面风应力旋度异常导致的暖水辐聚和Ekman下降流异常导致的垂向平流输送影响;而在衰减阶段,水平流异常导致的水平平流输送和表层的辐合减弱是极端事件消退的主要机制,而次表层海洋热平流异常叠加La Nina背景下的西太暖异常是极端次表层海洋热浪发生的根本原因。 该研究加深了对次表层海洋热浪的认识,对理解和预测热带海洋极端气候事件具有重要意义。中国科学院海洋研究所博士研究生李诗翰为文章第一作者,胡石建研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金等项目资助。 相关论文信息: (1)Li, S., and S. Hu* (2024), Evolution and drivers of extreme subsurface marine heatwaves in the western tropical Pacific Ocean during 2008 and 2010–2011, Journal of Climate, doi:10.1175/JCLI-D-24-0079.1. (2)Hu, S., S. Li, Y. Zhang, C. Guan, Y. Du, M. Feng, K. Ando, F. Wang, A. Schiller, and D. Hu (2021), Observed strong subsurface marine heatwaves in the tropical western Pacific Ocean, Environmental Research Letters, 16(10), 104024, doi:10.1088/1748-9326/ac26f2. (3)胡石建, and 李诗翰 (2022), 海洋热浪研究进展与展望, 地球科学进展, 37(1), 56-64, doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2021.121.