研究揭示南海不同因素驱动海洋热浪的时空分布特征

　　

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室海洋动力热力过程及其环境效应研究团队在海洋热浪研究方面取得新进展。相关研究成果以“Spatiotemporal characteristics of marine heatwaves driven by different factors in the South China Sea”发表于《中国科学：地球科学》（Science China Earth Science）。论文第一作者为博士研究生陈铭洋，通讯作者为研究员陈更新和研究员储小青。

海洋热浪是指持续多天的异常海水变暖事件，对海洋生态系统及社会经济产生深远影响。南海作为全球最重要的边缘海之一，近年来海洋热浪事件的发生频率和强度显著增加。持续发生的海洋热浪事件可引发珊瑚礁白化、有害藻华暴发和渔业资源波动等一系列生态灾害，进而对沿海区域经济的可持续发展构成潜在威胁。尽管已有研究对其时空分布特征及部分驱动机制进行了探讨，但关于大气过程与海洋过程在海洋热浪形成与演变中的相对贡献仍缺乏定量评估。这不仅限制了对南海海洋热浪驱动机制的深入理解，也在一定程度上使得其预测和预报面临较大挑战。

研究团队基于OISST观测数据以及GLORYS和ECCO2两套再分析产品，根据海洋热浪发展阶段中主要热收支项的相对贡献对1993–2022年南海海洋热浪进行了分类研究，并系统探究了不同类型海洋热浪的时空变化特征。结果表明：南海不同区域海洋热浪的主导驱动因素存在显著差异，南海北部、中部及南部大部分区域的海洋热浪主要由热力过程驱动，而越南以东海域及吕宋海峡附近则以海洋动力过程为主导（图1）。进一步分析发现，不同驱动机制不仅决定了海洋热浪的形成过程，也显著影响其特征。热力驱动型海洋热浪通常具有更长的持续时间，但强度相对较弱；动力驱动型海洋热浪则表现出更高的强度和更深的垂向影响范围（图2），这种差异与南海不同区域的海洋动力结构和大气强迫背景密切相关。

此外，研究还对不同再分析数据集带来的不确定性进行了讨论，指出空间分辨率、数据同化以及模型偏差等因素均可能影响海洋热浪的分类及特征刻画。进一步强调，结合卫星观测、多套再分析资料及高分辨率区域模式开展交叉验证，是提高海洋热浪驱动机制识别可靠性的重要途径。

本研究从驱动机制视角深化了对南海海洋热浪形成与演变过程的认识，揭示了海洋动力过程与大气热力强迫在塑造海洋热浪特征中的区域差异及其作用机制，为南海海洋热浪的分类监测、风险评估和精准预警提供了新的科学依据，也为气候变化背景下海洋生态系统极端事件的风险应对与保护提供了重要支撑。

该研究获得广东省基础与应用基础研究基金项目、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、广州科技菁英“领航”项目和国家自然科学基金委员会共享航次计划项目的联合资助。

论文信息：Chen, M., Chu, X. & Chen, G. Spatiotemporal characteristics of marine heatwaves driven by different factors in the South China Sea. Sci. China Earth Sci. (2026).

原文链接：https://doi.org/10.1007/s11430-025-1917-6

图1 不同类型南海海洋热浪的占比及各项热收支贡献。（A、B）为不同类型海洋热浪事件的占比；（C、D）为各网格海洋热浪的主导驱动类型；（E、F）为不同类型海洋热浪发展阶段的热收支贡献，包括混合层温度趋势（Tend）、净海表热通量项（Hflux）、水平平流项（Adv）、夹卷项（Entri）和余项（Res）。其中，蓝色为动力驱动型，粉色为热力驱动型，紫色为联合驱动型，绿色为余项驱动型。左列结果基于ECCO2，右列结果基于GLORYS数据。

图2 不同类型海洋热浪海表温度及位温的时间-深度演变特征。（A、C、E）为不同类型海洋热浪在海洋热浪发生日期前后30天的复合海表温度异常，阴影部分为温度异常的标准差，其中红线为基于ECCO2的结果，蓝线为基于GLORYS的结果；（B、D、F）为对应时间段内的0–200m深的位温异常，其中阴影为基于ECCO2的结果，等值线为基于GLORYS的结果