中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室熱帶海氣相互作用與極端氣候變化研究團(tuán)隊(duì)在熱帶大西洋海洋熱浪形成機(jī)制及其預(yù)測(cè)方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Positive Indian Ocean Dipole Intensifies Marine Heatwaves in the Tropical Southeast Atlantic Coastal Region”為題，發(fā)表在Science Advances期刊上。論文第一作者是南海海洋所博士研究生劉衡，研究員張磊為通訊作者。合作者還包括美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）研究員Michael McPhaden、科羅拉多大學(xué)教授Weiqing Han和河海大學(xué)碩士生李海禹。

熱帶東南大西洋（TSEA）沿岸區(qū)域有著高生產(chǎn)力和豐富的漁業(yè)資源。然而，海洋極端高溫事件，即海洋熱浪，能夠?qū)兜暮Ｑ笊鷳B(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，進(jìn)而影響沿海居民生產(chǎn)生活與區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)。因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)TSEA沿岸海洋熱浪的發(fā)生，有助于提高極端事件的預(yù)警能力，從而降低風(fēng)險(xiǎn)與損失。然而，該區(qū)域海洋熱浪的形成機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)，對(duì)熱浪的預(yù)測(cè)能力仍有待提升。

印度洋偶極子（IOD）是熱帶印度洋的主要?dú)夂蜃兟誓B(tài)之一，其盛期發(fā)生在北半球秋季（南半球春季）。前人研究發(fā)現(xiàn)IOD達(dá)到峰值之后，可以通過大氣遙相關(guān)過程調(diào)控?zé)釒Т笪餮蠛怦詈舷到y(tǒng)，造成熱帶大西洋海表溫度升高，為海洋熱浪的發(fā)生提供了有利條件。通過分析觀測(cè)數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)正IOD事件能夠造成南半球夏季TSEA沿岸海洋熱浪發(fā)生概率提升至其他年份的6倍以上。

正IOD事件通過兩條路徑影響TSEA沿岸海溫并引發(fā)海洋熱浪（圖1）：一方面，正IOD引起赤道大西洋西風(fēng)異常，激發(fā)海洋下沉開爾文波，波動(dòng)傳播至TSEA沿岸區(qū)域，并引起局地溫躍層加深、海溫升高，促進(jìn)了海洋熱浪的發(fā)生；另一方面，正IOD還可以引起非洲中部降水增多，從而增強(qiáng)剛果河入海的淡水徑流，引起近岸海洋層結(jié)增強(qiáng)以及混合層變淺，進(jìn)一步助推海溫升高以及海洋熱浪的發(fā)生。利用氣候模式開展的印度洋起搏器試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了IOD對(duì)TSEA沿岸區(qū)域海洋熱浪的顯著調(diào)控作用。

研究團(tuán)隊(duì)基于上述過程建立了TSEA區(qū)域海洋熱浪的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)模型，利用南半球春季IOD指數(shù)對(duì)夏季的海洋熱浪進(jìn)行預(yù)測(cè)。模型展現(xiàn)出較好的預(yù)測(cè)能力，提前3個(gè)月預(yù)測(cè)的月均海洋熱浪天數(shù)與觀測(cè)結(jié)果相關(guān)性達(dá)0.63。這一結(jié)果也表明IOD是調(diào)控TSEA海洋熱浪的主要因子。

該研究闡明了印度洋對(duì)熱帶東南大西洋沿岸海洋熱浪的影響機(jī)制，深化了對(duì)于跨洋盆相互作用的認(rèn)識(shí)，為該區(qū)域的海洋極端事件預(yù)警、提升氣候預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)防范能力提供了理論依據(jù)。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究卓越青年團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的聯(lián)合資助。

論文信息：Liu,H.,L. Zhang,M. J. McPhaden,W. Han,and H. Li,2025: Positive Indian Ocean Dipole intensifies marine heatwaves in the tropical southeast Atlantic coastal region. Sci. Adv.,11,eadx8525,https://doi.org/10.1126/sciadv.adx8525.

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx8525

圖1? 正的印度洋偶極子事件對(duì)熱帶東南大西洋沿岸海洋熱浪遠(yuǎn)程影響示意圖。海洋路徑：正IOD事件引起的赤道大西洋西風(fēng)異常激發(fā)海洋開爾文波，使TSEA沿岸海域的溫躍層加深，海溫升高，海洋熱浪活動(dòng)增強(qiáng)；陸地路徑：正IOD事件發(fā)生使非洲中部降水增加，增強(qiáng)剛果河流量，從而導(dǎo)致TSEA沿海區(qū)域混合層變淺，有利于海溫升高和海洋熱浪發(fā)生。