本站訊 近日，由中國(guó)海洋大學(xué)“筑峰人才工程”第一、第三層次教授，深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心張紹晴、高陽(yáng)帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)利用國(guó)產(chǎn)眾核“神威”超算上創(chuàng)建的上千年高分辨率地球系統(tǒng)模式積分?jǐn)?shù)據(jù)，取得關(guān)于海洋熱浪研究的創(chuàng)新性成果。該成果被國(guó)際氣候研究領(lǐng)域頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Nature Climate Change（《自然?氣候變化》）進(jìn)行線上報(bào)道“Threat by marine heatwaves to adaptive large marine ecosystems in an eddy-resolving model”（《基于渦解析模式海洋熱浪對(duì)適應(yīng)性大型海洋生態(tài)系統(tǒng)的威脅》）。
海洋熱浪(Marine Heatwaves)是海表溫度異常高的極端事件，嚴(yán)重影響海洋生態(tài)系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致珊瑚白化、漁業(yè)減產(chǎn)和有害藻化等，造成生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。大型海洋生態(tài)系統(tǒng)面積覆蓋全球海洋約22%，但占全球漁業(yè)漁獲量的95%。然而，由于這些生態(tài)系統(tǒng)多位于傳統(tǒng)低分辨率氣候模式模擬存在偏差的沿海地區(qū)，目前學(xué)界對(duì)于氣候變化如何影響這些生態(tài)系統(tǒng)上的海洋熱浪仍知之甚少。
該研究首次使用25公里大氣和10公里海洋的高分辨率地球系統(tǒng)模式模擬預(yù)估未來(lái)氣候變化情景，并采用新的“未來(lái)閾值”（即高于未來(lái)海溫長(zhǎng)期平均變化的異常變暖）來(lái)分析未來(lái)氣候變化情景下大型海洋生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域海洋熱浪的變化。結(jié)果表明，高分辨模式顯著提高了對(duì)海洋熱浪的模擬能力。
驅(qū)動(dòng)海洋熱浪的物理進(jìn)程。高分辨所能模擬的物理過(guò)程和所影響的生物示意圖，其中紅色、紫色和棕色圓圈表示局部過(guò)程、區(qū)域過(guò)程和遙相關(guān)過(guò)程，箭頭表示這些過(guò)程和海洋環(huán)境之間的相互作用。紅色部分為低分辨模式無(wú)法解析的過(guò)程。
未來(lái)與歷史時(shí)期海洋熱浪日數(shù)和強(qiáng)度的比較。1975-2004年和2071-2100年期間，基于閾值定義的各主要生態(tài)系統(tǒng)LME年平均日數(shù)(a、c)和強(qiáng)度(b、d)。a,b為“包含平均變暖閾值”；c,d為“未來(lái)閾值”。小正方形和大圓圈分別代表小捕魚(yú)量和大捕魚(yú)量的海洋生態(tài)區(qū)，顏色表示每個(gè)LME的編號(hào)，虛線為1:1線。
鑒于海洋熱浪帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)社會(huì)危害，預(yù)測(cè)氣候變化背景下其變化有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。研究結(jié)果顯示沿海生態(tài)系統(tǒng)將面臨海洋熱浪持續(xù)性威脅，這一結(jié)果具有深遠(yuǎn)的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響，并為受影響地區(qū)的管理決策者制定應(yīng)對(duì)措施和戰(zhàn)略規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。
該成果由深海前沿中心、海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在讀碩士研究生郭修文為第一作者，高陽(yáng)教授和張紹晴教授為共同通訊作者，深海前沿中心/物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吳立新院士、海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高會(huì)旺教授等為合著者的科研團(tuán)隊(duì)共同完成。
高分辨率地球系統(tǒng)模式的發(fā)展提高了對(duì)海洋熱浪和渦旋的模擬能力，為氣候變化和中小尺度極端事件的機(jī)理揭示和過(guò)程再現(xiàn)提供了有力工具。此項(xiàng)成果是中國(guó)海洋大學(xué)在海洋熱浪等極端事件與氣候變化研究領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展，彰顯出學(xué)校在此研究領(lǐng)域的重要國(guó)際地位。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助，分析和計(jì)算依托青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室高性能科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)仿真平臺(tái)完成。
通訊員：侯霞
文章鏈接：Threat by marine heatwaves to adaptive large marine ecosystems in an eddy-resolving model
編輯：左偉
責(zé)任編輯：李華昌
