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）/全球海洋和气候研究中心(GOCRC)王春在研究员团队探究了在未来强西北太平洋副热带高压事件增多情景下，南海夏季海洋热浪（MHWs）的时空变化特征及其物理机制。研究成果以硕士研究生宋强华为第一作者、姚玉龙博士和王春在研究员为共同通讯作者发表在国际著名期刊Geophysical Research Letters上（中科院一区，IF=5.2）。
海洋热浪是指发生在海洋中的极端高温事件，给海洋生态系统带来严重威胁，例如珊瑚礁白化、海草床和海藻林面积减少等，从而影响整个生态系统的结构和功能。受异常西北太平洋副热带高压的影响，我国南海尤其是南沙群岛和北部湾海域经常发生长时间、高强度的海洋热浪事件，是引发南海珊瑚礁白化的重要原因。基于不同模式以及不同情景下的西北太平洋副热带高压研究表明，未来强西北太平洋副热带高压事件有明显的增加趋势。那么，未来南海海洋热浪对强西北太平洋副热带高压事件增加是如何响应的呢？
基于此，本研究使用卫星观测海温数据、再分析资料和CMIP6模式数据预估了未来南海夏季海洋热浪的时空变化特征。研究结果表明未来增加的强西北太平洋副热带高压事件主要影响南海夏季海洋热浪的总天数。与历史时期（1982-2020年）相比，未来南海夏季海洋热浪总天数高值区（>50天）的面积显著增加。到本世纪末，南海夏季海洋热浪总天数大约可以达到34天/夏季。与此同时，南海夏季海洋热浪的平均持续时间也有显著增加，在本世纪后半叶，单次海洋热浪事件最长可以贯穿整个夏季（图1）。
图1. 基于CMIP6模式数据所得到的2021年至2100年南海夏季海洋热浪平均持续时间的变化（左列柱状图）以及所对应的代表性事件的时间序列（右列图）。
当未来西北太平洋副热带高压增强时，由于反气旋环流所造成的异常东风将减弱南海夏季西南季风，使得南海表面风应力与风应力旋度减小，抑制南海中南部的上升流。缺少了上升流所带来的冷却效应，南海海表温度将快速升温，从而导致南海夏季海洋热浪事件的增加。而当南海出现持续性海洋热浪事件时，高温海水会增强表面蒸发，增加潜热损失；同时加强对流，从而导致大量对流云的形成，进而降低太阳辐射（图2）。这种海温-云负反馈机制将南海夏季海洋热浪的平均强度限制在一个较低的范围，因此未来南海夏季海洋热浪的平均强度对西北太平洋副热带高压增强的响应较弱。
图2. 海温-云负反馈机制示意图
本研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金青年项目等共同资助。
相关论文信息：Song, Q., Yao, Y., & Wang, C. (2023). Response of future summer marine heatwaves in the South China Sea to enhanced western Pacific subtropical high. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL103667.
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