近日，依托我所的自然資源部海洋環(huán)境科學(xué)與數(shù)值模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在北極海洋熱浪研究方面獲得重要發(fā)現(xiàn)。

海洋熱浪（Marine Heatwave, MHW）是指海洋溫度超過一定閾值的持續(xù)性極端增暖事件，反映海溫的極端增溫變化，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)以及天氣和氣候演變都具有重要影響；總熱暴露度（Total Heat Exposure, THE）包括海洋熱浪與長(zhǎng)期增暖趨勢(shì)，是包含了氣候變化趨勢(shì)的極端增暖事件，這兩類極端事件在全球海洋中普遍存在。在過去的幾十年中，隨著氣候變暖MHW和THE極大地影響了海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康。

以往的研究指出，北冰洋邊緣海的海洋熱浪強(qiáng)度與世界其它中低緯度大洋的強(qiáng)度相當(dāng)。然而，北極大氣和海洋均存在放大現(xiàn)象，即北極表層氣溫和整個(gè)北冰洋的海洋增溫都遠(yuǎn)超過全球平均水平，且北冰洋存在著獨(dú)特的海洋生態(tài)系統(tǒng)，但北極MHW和THE的未來變化尚不清楚。

研究團(tuán)隊(duì)利用最新的第6次國際耦合模式比較計(jì)劃（CMIP6）多氣候模式模擬結(jié)果，深入研究了北極MHW和THE的未來變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)：在氣候變暖背景下，北極的MHW和THE將會(huì)顯著增強(qiáng)（如圖）。尤其值得注意的是，在高二氧化碳排放情景下，到21世紀(jì)末北極MHW強(qiáng)度的增幅將達(dá)到全球平均增幅的七倍，該研究團(tuán)隊(duì)據(jù)此提出了“北極海洋熱浪放大”的新概念。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，北極MHW強(qiáng)度增強(qiáng)主要是由于北極海冰退縮、開闊海域增加、北極海-冰-氣相互作用增強(qiáng)導(dǎo)致的。“北極海洋熱浪放大”現(xiàn)象說明北極海洋生態(tài)系統(tǒng)將受到遠(yuǎn)超全球平均水平的氣候變化的影響，亟需制定實(shí)施相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，共同采取針對(duì)性保護(hù)措施。

 高二氧化碳排放情景下2071—2100年海洋熱浪和總熱暴露度的平均強(qiáng)度及其變化。變化指的是2071—2100平均強(qiáng)度與1985—2014平均強(qiáng)度之差。

該研究成果以“Arctic Amplification of Marine Heatwaves under global warming”為題，發(fā)表在著名國際學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》上。該研究由我所、中國科學(xué)院海洋研究所、德國極地與海洋研究所和南京大學(xué)合作完成。何琰助理研究員和舒啟研究員為共同第一作者，喬方利研究員和王強(qiáng)研究員為共同通訊作者。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-52760-1

近年來，我所舒啟研究員帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)基于數(shù)值模擬等方法，在北極氣候變化研究領(lǐng)域取得了系列創(chuàng)新性研究成果：研究揭示了北冰洋大西洋化中海-冰-氣相互作用的變化規(guī)律及其對(duì)大西洋化的作用（Shu et al., 2021, Nature Communications）；原創(chuàng)提出了“北冰洋放大”現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了其驅(qū)動(dòng)機(jī)制（Shu et al., 2022, Science Advances）；系統(tǒng)評(píng)估了氣候模式對(duì)北極海冰和海洋的模擬能力、診斷出了模式的共性偏差，并提出了有效的改進(jìn)方案（Shu et al., 2020, Geophysical Research Letters; Shu et al, 2023, Geoscientific Model Development; Pan et al., 2023, Geophysical Research Letters）；針對(duì)北極氣候變化研究，發(fā)展了新版本的地球系統(tǒng)模式（Shu et al., 2024, Ocean Modelling）；在國際上首次提出了“北極海洋熱浪放大” 新概念，并揭示了其形成機(jī)制（He et al., 2024, Nature Communications）。

相關(guān)論文鏈接：

He et al., 2024, https://doi.org/10.1038/s41467-024-52760-1

Pan et al., 2023, https://doi.org/10.1029/2022gl102077 

Shu et al., 2020, https://doi.org/10.1029/2020GL087965

Shu et al., 2021, https://doi.org/10.1038/s41467-021-23321-7 

Shu et al., 2022, https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9755 

Shu et al., 2023, https://doi.org/10.5194/gmd-16-2539-2023

Shu et al., 2024, https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102308