东亚-太平洋与欧亚遥相关对日本海/东海夏季海洋热浪的影响机制及年代际变化研究

海洋热浪(MHWs)对全球海洋生态系统和渔业经济构成重大威胁，但半封闭海域日本海/东海(JES)的MHWs与大气环流模态的关联机制尚不明确。本研究利用1982-2023年高分辨率海温数据，首次揭示EAP(东亚-太平洋)波列在2001年前通过南海-菲律宾对流激发罗斯贝波传播主导JES的MHWs，而2001年后转为EU(欧亚)遥相关波列调控，该发现为极端海洋事件预测提供新视角。

　　

在全球变暖背景下，海洋热浪(MHWs)已成为威胁海洋生态系统的"海洋杀手"。日本海/东海(JES)作为西北太平洋半封闭边缘海，其独特的几何形态使其对MHWs尤为敏感。尽管前人研究已发现JES夏季MHWs与局地气象因子的关联，但大气环流模态如何调控这一相对封闭海域的MHWs事件仍存在认知空白。更棘手的是，21世纪以来太平洋-日本/东亚-太平洋(PJ/EAP)波列出现东移现象，这是否改变了其与JES的MHWs关联？是否存在其他遥相关波列参与调控？这些问题亟待解答。

针对这一科学难题，中国的研究团队开展了系统性研究。通过分析1982-2023年高分辨率卫星海温数据，结合大气再分析产品和数值模拟，首次揭示了JES夏季MHWs与两大遥相关波列的"年代际切换"现象。研究发现：2001年前，EAP波列通过南海-菲律宾对流激发的罗斯贝波传播主导MHWs形成；而2001年后，EU波列成为主要调控者，其能量源自北大西洋特殊的海温偶极子分布。这一发现为理解半封闭海域极端海温事件提供了全新视角。

研究采用四大关键技术：基于OISST v2.1数据的MHWs识别方法(采用90%百分位阈值)；混合层热收支方程量化大气与海洋过程贡献；线性斜压模式(LBM)模拟热带热源强迫响应；CAM5.3数值实验验证北大西洋海温异常的影响。

【3.1 MHWs特征与背景】
JES中部和北部沿岸是MHWs高发区，夏季平均持续10天，累积强度达25°C·天。2021年事件最严重，超出两个标准差。热收支分析显示，空气-海面热通量变化(特别是短波辐射)贡献达7.54°C，证实大气过程是主要驱动力。

【3.2 EAP与MHWs关联】
1982-2000年间，EAP指数与MHWs指数相关系数达0.68。南海-菲律宾对流增强引发罗斯贝波北传，在JES形成持续高压系统。LBM模拟证实，该区域400hPa热源强迫可在15天后激发东亚三极子环流。

【3.3 EU与MHWs关联】
2001-2023年，EU指数与MHWs指数相关性升至0.6。关键机制是4-8月北大西洋"暖-冷"海温偶极子(40°-45°N暖异常与50°-75°N冷异常)持续激发EU波列。CAM5.3实验显示，正相位海温分布可再现从北大西洋到东亚的波列传播。

这项研究最重要的突破在于揭示了JES的MHWs存在显著的年代际调控机制转变。2001年前，热带驱动的EAP波列主导MHWs形成；而21世纪以来，中高纬EU波列成为主要调控者。这种转变与PJ/EAP波列东移及北大西洋海温异常持续性增强密切相关。研究创新性地将CAM5.3模拟与观测诊断结合，证实北大西洋海温偶极子可通过激发罗斯贝波列影响东亚环流，这为跨海盆气候关联研究提供了范例。

实际应用价值方面，该成果为JES渔业经济提供了预警指标：当春季北大西洋出现特定海温分布时，夏季JES发生MHWs风险显著增加。考虑到JES已观测到珊瑚群落退化与渔业资源减少，这项研究对区域海洋生态保护具有重要指导意义。未来需进一步探究ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)对两种波列调控作用的调制机制，以及全球变暖背景下MHWs演变趋势。