近日，由中国海洋大学数学科学学院和物理海洋教育部重点实验室组成的交叉研究团队在海洋热浪研究领域取得重要进展。研究成果以“Frequent Marine Heatwaves Hidden below the Surface of the Global Ocean”为题，发表于国际顶尖学术期刊Nature Geoscience（《自然·地球科学》）。

海洋热浪是一种极端异常的暖水事件，对海洋生态系统和社会经济会造成巨大的负面影响。随着全球变暖，海洋热浪的发生频率和强度逐年上升。对海洋热浪的监测和预报已成为科学界密切关注的问题。当前，学界对于海洋热浪的认识主要基于卫星观测的海表面温度。然而，生活着大量海洋生物的真光层，其深度可达200米。海洋热浪的空间结构特别是垂向结构是什么样的？这是一个亟待解决的重要科学问题。

现有海洋热浪的定义主要基于单个空间点上的温度时间序列，无法刻画海洋热浪的空间结构及其随时间的演变。团队将统计学习方法和海洋学知识融合，克服了海洋温度场各向异性带来的难点，首次将海洋热浪的定义从时间序列拓展至四维时空，实现了对全球海洋热浪时空结构的定量刻画。将该海洋热浪的定义应用于海洋再分析数据表明：全球约有1/3的海洋热浪隐藏在海洋表面以下，在其整个生命周期中都没有明显的海表面温度异常信号；这些次表层海洋热浪主要分布在副热带内区（图1）；随着全球变暖，次表层海洋温度升高，次表层海洋热浪的发生频率正在不断上升。

图1：表层（上）、次表层（中）和混合型（下）海洋热浪的全球分布特征。从左至右分别对应三套不同的再分析数据

该成果为海洋热浪等极端事件的研究提供了重要的方法论，对理解海洋热浪的生消机制、预报海洋热浪的产生、进一步制定海洋生态应急管理措施具有重要指导意义；同时也体现了学校长期以来鼓励学科交叉，坚持发展以海洋为特色的数学学科取得的建设成效。研究成果由中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室博士研究生孙迪为第一作者，数学科学学院李芙蓉副教授为唯一通讯作者，联合学校以及中科院海洋研究所和北师港浸大等校内外科研团队合作完成。

文章目录及链接：

SUN D., F. -R. Li*, Z. Jing, S. -J. Hu, B. -H. Zhang, 2023: Frequent Marine Heatwaves Hidden below the Surface of the Global Ocean. Nature Geoscience, https://www.nature.com/articles/s41561-023-01325-w.