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科研進展

南海海洋熱浪多樣性及其與ENSO位相的聯系獲揭示

  

  近日,中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室(LTO)研究團隊揭示南海海洋熱浪的多樣性及其與ENSO位相的聯系。該研究以博士研究生劉凱為第一作者、研究員徐康為通訊作者發表在Journal of Climate(《氣候學報》)上,合作者還有中國氣象科學研究院研究員祝從文和劉伯奇。 

  海洋熱浪(Marine Heatwaves,MHWs)是發生在海洋中的極端高溫事件,通常定義為海表溫度至少連續五天高于氣候態90%分位數閾值。這種海表溫度變化的極端性往往影響著海洋生態系統的健康。經統計,1982-2018年期間中國南海地區共發生61MHWs事件,其中52次均與ENSO密切聯系。根據南海海溫異常對ENSO不同位相的響應特征以及南海MHWs的發生時間,可以將這52MHWs事件劃分為三個頻發階段:El Nino-P1El Nino引起的南海海溫第一次增暖峰值期,9-次年的2月),El Nino-P2El Nino引起的南海海溫第二次增暖峰值期,次年的6-9月)和La Nina-P1(與La Ni?a有關的南海海溫增暖峰值期,次年的2-5月)。研究發現,在ENSO不同位相階段南海MHWs的海表溫度空間分布呈現多樣性(圖1):El Nino-P1階段,MHWs海溫增暖中心主要位于南海西南部;El Nino-P2階段,MHWs海溫增暖中心在南海中北部;而La Nina-P1階段,MHWs主要發生于北部灣、呂宋口和越南沿岸。 

 

1 南海MHWs事件在(aEl Nino-P1,(bEl Nino-P2和(cLa Nina-P1期間海表溫度異??臻g分布圖(單位:°C)。白色斜線區域表示合成結果通過95%的顯著性檢驗。 

  

  ENSO不同位相階段影響南海MHWs發生的關鍵環流系統均是西北太平洋低層反氣旋,但其物理機制存在較大差異。在El Nino-P1階段,MHWs主要是由南海西南部凈向下短波輻射增強和北部的潛熱釋放減少共同引起;在El Nino-P2階段,MHWs則是由于南海中北部反氣旋環流異常引起的Ekman輻合所致;而La Nina-P1階段,南海MHWs的主要貢獻項是與季節內振蕩不活躍位相有關的西北太平洋反氣旋弱異常所引起的潛熱釋放減少(圖2)。該研究結果表明南海MHWs多樣性在年際尺度上與ENSO存在顯著的季節鎖相特征。因此,ENSO不同位相是進行南海MHWs季節預測時所必須考慮的因素。 

    

2 ENSO不同位相調制南海MHWs生成機制的示意圖。 

    

  本研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會項目、南方海洋科學與工程廣東省實驗室(廣州)人才團隊引進重大專項LTO自主項目等共同資助。    

  相關論文信息:Liu, K., Xu, K., Zhu, C., and Liu, B., 2022: Diversity of Marine Heatwaves in the South China Sea Regulated by ENSO Phase. Journal of Climate, 35(2), 877–893. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0309.1 

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