南海海洋热浪多样性及其与ENSO位相的联系获揭示

  近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)研究团队揭示南海海洋热浪的多样性及其与ENSO位相的联系。该研究以博士研究生刘凯为第一作者、研究员徐康为通讯作者发表在Journal of Climate(《气候学报》)上,合作者还有中国气象科学研究院研究员祝从文和刘伯奇。 

  海洋热浪(Marine HeatwavesMHWs)是发生在海洋中的极端高温事件,通常定义为海表温度至少连续五天高于气候态90%分位数阈值。这种海表温度变化的极端性往往影响着海洋生态系统的健康。经统计,1982-2018年期间中国南海地区共发生61MHWs事件,其中52次均与ENSO密切联系。根据南海海温异常对ENSO不同位相的响应特征以及南海MHWs的发生时间,可以将这52MHWs事件划分为三个频发阶段:El Nino-P1El Nino引起的南海海温第一次增暖峰值期,9-次年的2月),El Nino-P2El Nino引起的南海海温第二次增暖峰值期,次年的6-9月)和La Nina-P1(与La Nina有关的南海海温增暖峰值期,次年的2-5月)。研究发现,在ENSO不同位相阶段南海MHWs的海表温度空间分布呈现多样性(图1):El Nino-P1阶段,MHWs海温增暖中心主要位于南海西南部;El Nino-P2阶段,MHWs海温增暖中心在南海中北部;而La Nina-P1阶段,MHWs主要发生于北部湾、吕宋口和越南沿岸。 

 

1 南海MHWs事件在(aEl Nino-P1,(bEl Nino-P2和(cLa Nina-P1期间海表温度异常空间分布图(单位:°C)。白色斜线区域表示合成结果通过95%的显著性检验。 

  

  ENSO不同位相阶段影响南海MHWs发生的关键环流系统均是西北太平洋低层反气旋,但其物理机制存在较大差异。在El Nino-P1阶段,MHWs主要是由南海西南部净向下短波辐射增强和北部的潜热释放减少共同引起;在El Nino-P2阶段,MHWs则是由于南海中北部反气旋环流异常引起的Ekman辐合所致;而La Nina-P1阶段,南海MHWs的主要贡献项是与季节内振荡不活跃位相有关的西北太平洋反气旋弱异常所引起的潜热释放减少(图2)。该研究结果表明南海MHWs多样性在年际尺度上与ENSO存在显著的季节锁相特征。因此,ENSO不同位相是进行南海MHWs季节预测时所必须考虑的因素。 

    

2 ENSO不同位相调制南海MHWs生成机制的示意图。 

    

  本研究得到了国家重点研发计划(No. 2019YFA0606701)、国家自然科学基金(Nos. 41830969, 42076020, 41776023)、中国科学院青年创新促进会项目(No. 2020340)、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(No. GML2019ZD0306)和LTO自主项目(No. LTOZZ2101)等共同资助。    

  相关论文信息: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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