海洋热浪(Marine Heatwaves)是海表温度异常高的极端事件，严重影响海洋生态系统，会导致珊瑚白化、渔业减产和有害藻化等，造成生态和社会经济损失。大型海洋生态系统面积覆盖全球海洋约22%，但占全球渔业渔获量的95%。然而，由于这些生态系统多位于传统低分辨率气候模式模拟存在偏差的沿海地区，目前学界对于气候变化如何影响这些生态系统上的海洋热浪仍知之甚少。近日，由海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室张绍晴教授、高阳教授带领的科研团队利用海洋试点国家实验室在国产众核“神威”超算上创建的上千年高分辨率地球系统模式积分数据，取得关于海洋热浪研究的创新性成果。
该研究首次使用25公里大气和10公里海洋的高分辨率地球系统模式模拟预估未来气候变化情景, 并采用新的“未来阈值”（即高于未来海温长期平均变化的异常变暖）来分析未来气候变化情景下大型海洋生态系统区域海洋热浪的变化。结果表明，高分辨模式显著提高了对海洋热浪的模拟能力。
生物可能会在一定程度上适应气候变化，但适应速率在物种之间有很大的差异，使用“未来阈值”是假设生物能够适应全球平均变暖。本研究发现使用“未来阈值”下大多数大型生态系统遭遇未来海洋热浪的强度和年天数都在增加。这意味着即使假设生态系统内的生物能够基本适应长期平均变暖的影响，它们仍将面临全球变暖的严重威胁。
鉴于海洋热浪带来的巨大经济社会危害，预测气候变化背景下其变化有广泛而深远的意义。我们的研究结果显示沿海生态系统将面临海洋热浪持续性威胁，这一结果具有深远的生态、经济和社会影响，并为受影响地区的管理决策者制定应对措施和战略规划提供了科学依据。国际气候研究领域顶级学术期刊Nature Climate Change（自然·气候变化）于2022年2月3日对该项创新成果进行了题为“Threat by marine heatwaves to adaptive large marine ecosystems in an eddy-resolving model（基于涡解析模式海洋热浪对适应性大型海洋生态系统的威胁）”的线上报道，该成果由海洋动力过程与气候功能实验室高阳教授和张绍晴教授为共同通讯作者，海洋试点国家实验室主任委员会主任吴立新院士、海洋生态与环境科学功能实验室高会旺教授等为合著者的科研团队共同完成。
高分辨率地球系统模式的发展提高了对海洋热浪和涡旋的模拟能力，为气候变化和中小尺度极端事件的机理揭示和过程再现提供了有力工具。此项成果是海洋试点国家实验室在海洋极端事件与气候变化研究领域取得的重要进展，彰显了海洋试点国家实验室在该领域的国际前沿地位。高分辨率地球系统模式上千年模拟及预估数据是海洋试点国家实验室前期利用国产众核“神威”超算对通用地球系统模式进行算法改进和优化而创建，是海洋试点国家实验室为推动地球科学自主创新发展、助力海洋强国战略实施所作不懈努力的重要体现。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41558-021-01266-5
