青藏高原对东北太平洋海洋热浪影响，最大海表温度异常达4°C

2020年7月的海洋热浪事件是自1982年以来最为严重的一次，最大海表温度异常达到4°C，区域平均值为2.3°C，达到过去42年的最高值。海洋热浪作为海洋中的极端高温事件，随着全球变暖，频率和强度显著增加，对海洋生态系统产生了深远影响，大堡礁珊瑚白化就是一个典型案例。

海洋热浪及其驱动因素

虽然知道海洋热浪是海洋中的极端高温事件，但是为什么会出现海洋热浪现象呢？热浪的研究往往都是基于具体而又孤立的热浪事件进行研究，缺乏系统性的研究。

2019年塔斯马尼亚大学海洋与南极研究所及其10几位研究科研人员探讨了海洋热浪及其驱动因素并发表在《Nature》上，研究通过1950年~2016年文献研究在结合1982年~2016年卫星海表温度数据，提供了一个全球范围内的研究框架，可以从全局上，分析海洋热浪的驱动因素。

通过分析发现，在全球海洋范围内，海洋热浪的强度、频率和持续时间分布并不均匀，在墨西哥湾流或其延伸等边界流区域，海洋热浪的强度最高；而在东赤道太平洋，受厄尔尼诺影响，海洋热浪的持续时间最长，其他区域出现长时间热浪只有个例报道。

在研究这些案例的时候，发现一个奇怪的现象，尽管西部边界流区域的温度变化很大，但关于该区域海洋热浪的研究报告却非常少，相比之下，关于东部边界流区域的域海洋热的研究更加丰富。

研究通过统计分析，识别了不同气候模式如厄尔尼诺-南方涛动、印度洋偶极子、北大西洋涛动、太平洋年代际振荡等与海洋热浪之间的关系。

在厄尔尼诺-南方涛动正相位厄尔尼诺期间，太平洋中东部海水温度变暖，显著增加了太平洋中东部海洋热浪的发生概率，频率增加了约40%；而拉尼娜期间则恰恰相反，显著抑制海洋热浪的产生。比较有趣的是，在西太平洋区域则表现的恰恰相反，厄尔尼诺抑制了海洋热浪的产生，而拉尼娜则增加了海洋热浪的产生。

奇怪的是，研究发现，印度洋中部的海洋热浪事件也与厄尔尼诺-南方涛动显著相关，可能是由于厄尔尼诺-南方涛动驱动的印度洋发生变化，在南大洋部分区域和东大洋部分区域也有此类现象，表明厄尔尼诺-南方涛动对全球许多地方的海洋热浪都有影响。

印度洋偶极子在热带印度洋西部和东部占主导地位，通过改变海水温度改变正常风向，在印度洋偶极子正相位，也就是印度洋西侧海面温度比正常高时，会显著增加了西印度洋的海洋热浪发生概率，而在印度洋偶极子负相位，则会抑制海洋热浪发生的概率。

在北大西洋，北大西洋涛负相位显著增加了热带北大西洋的海洋热浪发生概率，MHW天数增加了约40%；在北太平洋，太平洋年代际振荡的正相位显著增加了东北太平洋的洋热浪发生概率，MHW天数增加了约17%。

这项研究也是首次提供了一个全球范围内的海洋热浪研究框架，明确了厄尔尼诺-南方涛动、印度洋偶极子、北大西洋涛动、太平洋年代际振荡等大尺度气候模式对海洋热浪的作用。

当然，研究也明确指出了局部过程的重要性，强调海洋热平流、海气热通量等局部过程在海洋热浪形成的关键作用，当然，这些局部过程，可能也受到大尺度的气候模式调节作用。

图：典型 MHW 驱动因素的空间和时间尺度示意图

示意图标识了典型海洋热浪驱动因素及其相关的空间和时间尺度。其中包括局部驱动的驱动因素（通过影响混合层温度预算的过程（红色））以及通过大气和/或海洋遥相关过程（绿色）调节来自区域或远程来源的海洋热浪发生的驱动因素（气候模式（蓝色））。每个驱动因素都映射到从文献中包含的信息综合中确定的相关时间和空间尺度。黑色虚线勾勒出海洋热浪的典型尺度

青藏高原对海洋热浪的远程影响

近日，中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的一项研究，以2020年夏季北太平洋东北部海洋热浪事件为背景，探讨了青藏高原如何通过大气环流影响北太平洋东北部的海洋热浪事件，通过使用波活动通量工具，分析了大尺度波从青藏高原到北太平洋的传播路径，并通过数字模拟验证了青藏高原对大气环流和海洋热浪事件的影响。

此前的研究对大气环流异常驱动的海洋热浪研究不足，这项研究首次系统地揭示了青藏高原的加热变化如何通过大尺度波列影响北太平洋东北部的海洋热浪事件，填补了这一领域的研究空白，解决了远程影响的物理机制问题。

研究发现，青藏高原的加热变化通过触发大尺度波列，导致北太平洋东北部的高压异常和海表温度升高。北太平洋东北部的高压异常会导致云量减少、短波辐射增加、表面风速降低及混合层深度变浅等问题。

短波辐射是净表面热通量的主要贡献者，而长波辐射和潜热通量起负作用，感热通量的贡献可忽略不计。青藏高原的加热变化导致的短波辐射增加在2020年的这次海洋热浪事件中发挥着重要作用，。与短波辐射增加相关的局部净表面热通量异常主要导致海表温度增加，而海洋过程可能起次要作用。

本研究为北太平洋温带地区海洋热浪事件与青藏高原气候动态之间的物理机制联系提供了新的见解。在未来的气候情景下，青藏高原预计将出现持续的变暖趋势，将导致北太平洋温带地区高压异常的形成和局地海洋热浪事件的发生。

图：青藏高原大气条件对大气环流和海洋热浪的影响

a 2020 年 7 月 200 hPa 的经向风异常 (m  \ )。黑色虚线描绘了气候急流轴。绿点表示用于定义特征值以表示波列的点 (40°N, 85°E)、(35°N, 110°E)、(40°N, 140°E)、(35°N, 175°E)、(45°N, 170°W)、(42.5°N,150°W) 。b与a相同，但为沿 31°N 的位势高度异常 (gpm) 的经度-高度横截面。c与b相同，但为温度异常 (°C)。d异常波的 500–200 hPa 平均值 (矢量； ) 和 (阴影； )。e 2 米温度异常（°C），其中方框表示计算 TP 热条件的区域（80°E–102°E,30°N–35°N）。在a、d和e中，黑色实线代表地形，在（a – c）和（e）中，点画表示异常 > 1 标准差。f 1982—2023年7月SST(℃)对青藏高原热力状况的回归。虚线区域表示在95%置信水平下统计显著性。

❓思考题：2020年夏季北太平洋东北部的海洋热浪事件中，什么因素是导致海表温度升高的主要驱动力？

A.海洋内部动力过程
B.大气高压异常
C.短波辐射增加
D.青藏高原的降温

参考文献：Xuefeng Han, Ping Zhao, Jiaxin Ye & Jiao Li ，The impact of warming Tibetan Plateau on the 2020 summer unprecedented Northeastern Pacific Marine heatwave. npj Climate and Atmospheric Science volume 8, Article number: 98 (2025) ，doi：10.1038/s41612-025-00979-0