我所在北极气候变化研究中取得重要进展_科研动态

海洋一所

我所在北极气候变化研究中取得重要进展

时间：2024.09.29 来源：物理海洋室字号   

近日，依托我所的自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室在北极海洋热浪研究方面获得重要发现。

海洋热浪（Marine Heatwave, MHW）是指海洋温度超过一定阈值的持续性极端增暖事件，反映海温的极端增温变化，对海洋生态系统以及天气和气候演变都具有重要影响；总热暴露度（Total Heat Exposure, THE）包括海洋热浪与长期增暖趋势，是包含了气候变化趋势的极端增暖事件，这两类极端事件在全球海洋中普遍存在。在过去的几十年中，随着气候变暖MHW和THE极大地影响了海洋生态系统的健康。

以往的研究指出，北冰洋边缘海的海洋热浪强度与世界其它中低纬度大洋的强度相当。然而，北极大气和海洋均存在放大现象，即北极表层气温和整个北冰洋的海洋增温都远超过全球平均水平，且北冰洋存在着独特的海洋生态系统，但北极MHW和THE的未来变化尚不清楚。

研究团队利用最新的第6次国际耦合模式比较计划（CMIP6）多气候模式模拟结果，深入研究了北极MHW和THE的未来变化趋势，发现：在气候变暖背景下，北极的MHW和THE将会显著增强（如图）。尤其值得注意的是，在高二氧化碳排放情景下，到21世纪末北极MHW强度的增幅将达到全球平均增幅的七倍，该研究团队据此提出了“北极海洋热浪放大”的新概念。进一步研究发现，北极MHW强度增强主要是由于北极海冰退缩、开阔海域增加、北极海-冰-气相互作用增强导致的。“北极海洋热浪放大”现象说明北极海洋生态系统将受到远超全球平均水平的气候变化的影响，亟需制定实施相应的应对策略，共同采取针对性保护措施。

高二氧化碳排放情景下2071—2100年海洋热浪和总热暴露度的平均强度及其变化。变化指的是2071—2100平均强度与1985—2014平均强度之差。

该研究成果以“Arctic Amplification of Marine Heatwaves under global warming”为题，发表在著名国际学术期刊《Nature Communications》上。该研究由我所、中国科学院海洋研究所、德国极地与海洋研究所和南京大学合作完成。何琰助理研究员和舒启研究员为共同第一编辑，乔方利研究员和王强研究员为共同通讯编辑。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-52760-1

近年来，我所舒启研究员带领科研团队基于数值模拟等方法，在北极气候变化研究领域取得了系列创新性研究成果：研究揭示了北冰洋大西洋化中海-冰-气相互作用的变化规律及其对大西洋化的作用（Shu et al., 2021, Nature Communications）；原创提出了“北冰洋放大”现象，发现了其驱动机制（Shu et al., 2022, Science Advances）；系统评估了气候模式对北极海冰和海洋的模拟能力、诊断出了模式的共性偏差，并提出了有效的改进方案（Shu et al., 2020, Geophysical Research Letters; Shu et al, 2023, Geoscientific Model Development; Pan et al., 2023, Geophysical Research Letters）；针对北极气候变化研究，发展了新版本的地球系统模式（Shu et al., 2024, Ocean Modelling）；在国际上首次提出了“北极海洋热浪放大” 新概念，并揭示了其形成机制（He et al., 2024, Nature Communications）。