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近日，記者從自然資源部第一海洋研究所獲悉，自然資源部海洋環境科學與數值模擬重點實驗室在海洋熱浪未來時空演變趨勢研究方面取得新進展。研究成果發表在國際環境科學TOP期刊《整體環境科學》（Science of the Total Environment）上。
在全球氣候變暖背景下，隨著海表溫度（SST）持續上升，海洋熱浪等極端氣候事件不斷加劇，對海洋生態系統與人類社會造成了影響。以往關于海洋熱浪的研究中，由于傳統數據分析方法的限制，海洋熱浪對海表增溫響應的定量分析難以開展。海洋熱浪未來變化趨勢與生態環境和人類社會息息相關，而國際耦合模式比較計劃（CMIP）未來氣候變化情景下的海洋熱浪預估仍普遍存在持續時間較長、強度較小等偏差，預測未來海洋熱浪演變趨勢仍是一項艱巨挑戰。
據介紹，海洋環境科學與數值模擬重點實驗室團隊基于自適應數據分析方法，利用OISST高分辨率觀測數據，建立了1982年–2021年近40年的全球海洋熱浪與海表溫度上升趨勢的關聯；同時，團隊基于由觀測數據建立的全球海洋熱浪與SST上升的回歸系數，通過CMIP6模式SST的非線性趨勢預估全球海洋熱浪的未來時空演變趨勢。這個方法可避免由于不同基線定義的海洋熱浪所導致的結果差異。
定量分析結果表明，隨著SST攀升，近40年全球海洋熱浪年平均持續時間、頻率和最大強度隨SST上升趨勢的增長速率分別為7.5天/℃，3.7次/℃和2.2℃/℃，海洋熱浪年發生天數、累積強度和海洋熱浪發生面積占總海域比例的增長速率分別為58.8天/℃，84.2（℃ 天）/℃和13.9%/℃。
預測結果表明，未來不同增暖情景下全球海洋熱浪還將進一步持續增長：高排放情景（SSP5-8.5）下海洋熱浪年發生天數、頻率和累積強度增長顯著，增長倍數約為近40年觀測期間的6–8倍，遠高于低（SSP1-2.6，2倍）、中排放情景（SSP2-4.5，4倍）的預估結果。
未來高排放情景下，本世紀末（2100年）全球平均海洋熱浪年發生天數將高達224.2 ± 26.9天。未來海洋熱浪隨SST上升趨勢增長最為顯著的海域主要集中于東北太平洋、北大西洋、南印度洋以及南大洋部分海域。
基于觀測的全球海洋熱浪各指標對SST上升趨勢的響應（a）及基于CMIP6模式預估的2100年不同排放情景下SST的非線性趨勢得到的海洋熱浪指標的空間分布（b） 自然資源部第一海洋研究所供圖
據悉，該研究為深入理解近40年海洋熱浪對海表溫度上升的響應提供了科學依據，并為利用氣候模式預估海洋熱浪的未來時空演變開拓了新思路。
該研究得到了國家自然科學基金項目及“海洋與氣候無縫預報系統（OSF）”大科學計劃的資助。