引言
IPCC第六次评估报告（AR6）已确认全球快速变暖，并将极端天气和气候事件（如热浪、强降水、干旱和热带气旋）在频率和强度方面的明确变化归因于人类活动的影响，这种影响在所有地区均有体现（IPCC, 2021）。如果不采取紧急和协调的全球行动，极端事件及其复合效应预计将变得越来越常见（Zscheischler et al., 2018; Messori et al., 2025）。
近年来，缓慢的减排进程增强了对地球工程（也称为气候干预技术）的科学和政策兴趣。这些方法包括太阳辐射管理（SRM; Zhang et al., 2024）和二氧化碳移除（CDR），后者因其被认可在将全球变暖限制在1.5 °C或2 °C以下的限制中所起的作用而受到越来越多的关注（Keller et al., 2018）。SSP5–3.4超越情景（SSP534OS）是一个关键的案例研究，预测了一个全球平均温度暂时超过该目标，然后在世纪后半叶通过大规模部署CDR而下降的未来（Kriegler et al., 2016; O'Neill et al., 2016）。该情景专门用于评估地球系统在温度超越条件下的CDR响应。
温度超越不仅仅是一个短暂的"先热后冷"阶段，而是一条高风险轨迹，可能引发广泛、持久和不可逆的地球系统变化。例如，在理想化的CDR情景下，Kim et al. (2022)表明，即使大气CO?浓度返回到超越前的水平，全球89%和58%的地区（分别针对地表温度和降水）仍持续存在不可逆的变化。SSP1–1.9模拟进一步表明，在下降之前暂时超过1.5 °C阈值不仅会改变平均气候状态，还会以明显的区域异质性重塑极端气候事件（Xu et al., 2024）。在SSP534OS情景下，除北大西洋外，大多数盆地的海洋热吸收减弱，而北大西洋由于持续弱化的大西洋经向翻转环流（AMOC）而维持持续的热吸收，导致盆地间的热量重新分配（Li et al., 2024）。弱化的AMOC还可能通过大气遥相关引发反气旋环流异常，即使在SSP534OS中的大幅减排下，仍持续地中海地区的冬季干旱趋势（Delworth et al., 2022）。其他研究还考察了南极中层水盐度最小值层（Meuriot et al., 2023）、代表性大气环流类型（Hansen et al., 2023）以及热带气旋生成频率（Murakami, 2024）的超越响应。超越的一个特别令人担忧的方面是其有潜力将气候系统的关键组成部分推过临界点。正如Armstrong McKay et al. (2022)所指出的，目前的变暖已经接近某些临界要素的不确定范围下限，而超过2 °C可能会激活更多临界过程。
温度超越也可能导致生态系统和社交系统的严重且滞后影响。生态系统响应往往滞后于全球温度变化，在SSP534OS下通过延长极端暴露、不可逆损失以及CDR导致的土地利用变化来放大生物多样性风险（Meyer et al., 2022）。至于社会系统，基于综合评估模型（IAMs）的近期研究表明，温度超越不仅显著提高了某些地区极端天气事件的概率，还增加了减缓成本和相关的经济损失（Drouet et al., 2021）。跨部门影响模型比较计划（ISIMIP2b）的结果表明，考虑到六种类型的极端事件，2 °C超越将导致全球跨类别综合暴露增加五倍以上，南亚等发展中地区面临最高风险（Lange et al., 2020）。
在此背景下，海洋热浪（MHW; Pearce et al., 2011; Hobday et al., 2016; Oliver et al., 2021; Guo et al., 2022）——由全球变暖驱动、对海洋生态系统造成灾难性后果的极端事件——已成为温度超越研究中的关键焦点。破纪录的2023年全球海洋热浪（Dong et al., 2025），其累积强度超过历史正常值的三个标准差以上，凸显了变暖气候下极端事件日益严重的趋势。在气候变暖的驱动下，南海的海温热浪正在加剧，持续时间更长，发生频率更高（Liu et al., 2024; Sun et al., 2024），对海洋生态系统构成严重威胁，并凸显了主动减少排放和有效适应策略的迫切需求。
尽管对MHW特征和影响的认知日益增长，但关于它们对温度超越的响应仍存在关键问题。尚不清楚一旦全球温度下降，MHW变化是否可逆，以及何种机制控制这种不可逆性。解决这些问题对于评估MHW影响至关重要。我们关注年度MHW持续时间，并调查其在2 °C超越前后的潜在不对称变化。我们的分析聚焦于60°N/S以内的地区，因为高纬度地区因冰雪融化过程影响MHW检测阈值而被排除在外（Guo et al., 2022）。我们的目的是量化温度超越对MHW的影响并阐明其长期后果，从而为减缓不可逆风险和引导稳健的气候适应策略提供科学依据。
本文其余部分的结构如下。第2节描述本研究采用的数据、实验和方法论。第3节专门用于呈现和分析结果。最后，第4节提供结论和讨论。
