學者網(wǎng)訊  近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）研究員王春在團隊首次揭示了當前和未來全球變暖情景下暖水珊瑚礁區(qū)域的海洋熱浪/冷浪事件特征及可能物理機制。該研究以姚玉龍博士為第一作者、王春在為通訊作者發(fā)表在Progress in Oceanography（《海洋學進展》）上。

全球暖水珊瑚礁主要分布在30°S－30°N的熱帶和亞熱帶淺海海域，最適宜的生長溫度一般為20－28℃，超過這個范圍可能導(dǎo)致珊瑚體內(nèi)的蟲黃藻逸出，從而表現(xiàn)為珊瑚礁白化。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)因具有極高的生物多樣性，而被稱為“海洋中的熱帶雨林”，是全球海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。海洋熱浪（冷浪）是指發(fā)生在海洋中的極端高溫（低溫）事件，定義為海表溫度至少連續(xù)五天超出（低于）氣候平均態(tài)90（10）百分位閾值。

近幾十年來，海洋熱浪和冷浪給全球珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴重威脅，特別是海洋熱浪與全球幾次大規(guī)模珊瑚礁白化事件密切相關(guān)。該研究表明，1982－2021期間全球珊瑚礁區(qū)域海洋熱浪快速增加，年均總天數(shù)趨勢為10.3天/10年；海洋冷浪快速減少，年均總天數(shù)趨勢為-9.9天/10年，都快于全球同期平均值。CMIP6多模式結(jié)果也同樣表明未來（2022－2070）全球珊瑚礁區(qū)域海洋熱浪增多而海洋冷浪減少，且海洋熱浪與冷浪的發(fā)生面積比在SSP245全球變暖情景下高達28倍，SSP585全球變暖情景下高達109倍。

圖1. 1982-2021年全球珊瑚礁區(qū)域海洋熱浪（a, b）和海洋冷浪（c, d）指數(shù)的年均變化，紅色虛線表示線性趨勢，陰影表示強厄爾尼諾年

上層海洋變暖（0-700米）是導(dǎo)致當前全球珊瑚礁區(qū)域海洋熱浪增多而海洋冷浪減少的主要原因。未來全球變暖背景下，海洋熱浪和冷浪持續(xù)時間的差異是導(dǎo)致兩者發(fā)生面積懸殊的重要因素。為了避免未來發(fā)生更多珊瑚礁白化事件，將增溫控制在1.5 ℃內(nèi)非常重要。此外，由于厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）事件對全球珊瑚礁區(qū)海洋熱浪的發(fā)生有重要影響，因而預(yù)估全球變暖下極端ENSO事件的變化特征是預(yù)測珊瑚礁白化事件的關(guān)鍵。

圖2. 2022-2070年SSP58全球變暖情景下，全球珊瑚礁區(qū)域海洋熱浪總天數(shù)（a）和海洋冷浪總天數(shù)（b）空間分布

本研究得到了國家自然科學基金重大項目、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金青年項目、中國博士后科學基金等共同資助。

相關(guān)論文信息：

Yao, Y., Wang, C., Marine heatwaves and cold-spells in global coral reef zones, Progress in Oceanography (2022), doi: https://doi.org/10.1016/j.pocean.2022.102920.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661122001793

文圖/付恬

編輯/孫琳