研究揭示珊瑚礁区海洋热浪的地理差异性

近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室(LTO)、全球海洋和气候研究中心(GOCRC)以及中国—斯里兰卡热带海洋环境“一带一路”联合实验室(CSTO)的王春在研究员团队,在珊瑚礁区海洋热浪地理差异性研究方面取得新进展。相关研究成果以“Geographical differences in marine heatwaves across global coral reef zones”为题,发表于国际期刊Advances in Climate Change Research。论文第一作者为副研究员姚玉龙,通讯作者为研究员王春在。

海洋热浪是导致珊瑚礁白化的重要热量压力来源。在全球变暖的背景下,珊瑚白化事件愈发频繁,科学家们已围绕两者之间的联系开展了大量研究,并在不同海域证实了海洋热浪的热胁迫作用。然而,由于全球海洋增暖具有明显的空间不均匀性,不同海域的局地海洋环境条件也存在差异,使得全球暖水珊瑚礁区域的海洋热浪呈现出显著的地域差异特征。这种差异具体是怎样的?在未来气温升高1.5°C的情景下,热浪特征又将如何变化?目前这些问题尚不清晰。

针对上述问题,研究团队利用高分辨率海表温度数据、海洋再分析资料以及第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)数据,对全球10个关键海域的海洋热浪平均状态、长期变化趋势以及强度等级变化进行了系统评估。同时,对比了20世纪(1900–1999年)与21世纪(2000–2099年)珊瑚礁区海表温度变率的差异,并预估了在1.5°C升温情景下海洋热浪的可能变化。

结果表明,1982–2021年间,尽管在多数关键海域中,海洋热浪的最大强度和平均强度呈下降趋势,但每年热浪发生的总天数以及累积强度却有所上升。这一时期,第一和第二等级的海洋热浪逐渐成为主导,其发生频率分别达每十年7.91 ± 1.11次和1.81 ± 0.94次(p < 0.01)。其中,红海北部、波斯湾、南海、夏威夷群岛南部、加利福尼亚湾以及加拉帕戈斯岛面临的海洋热浪尤为严重(图1)。对热浪总天数进行EOF分解后,第一模态清晰地反映出ENSO信号;进一步的合成分析也证实,春季和夏季发生的海洋热浪对珊瑚白化起到了关键作用。在SSP245(中等排放)和SSP585(高排放)两种未来情景下,海表温度变率增大(0.0–0.4°C)、上层海洋热含量预估每十年增加1-6×108 J/m2,同时混合层深度每十年变浅-0.2至-1.6 m。这些因素共同作用,将导致海洋热浪持续时间更长、强度更大,从而进一步加剧珊瑚礁的生存压力。

本研究得到国家自然科学基金面上项目及重大项目的共同资助。

图1 1982–2021年暖季期间全球10个关键珊瑚礁区多年平均海洋热浪累积强度的空间分布。

相关论文信息:Yao, Y., & Wang, C. (2026). Geographical differences in marine heatwaves across global coral reef zones. Advances in Climate Change Research, https://doi.org/10.1016/j.accre.2026.04.015.

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674927826001127



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