近日,，齊魯工業(yè)大學(xué)海洋技術(shù)科學(xué)學(xué)部海洋環(huán)流與波動(dòng)團(tuán)隊(duì)在極端海洋變化方向的研究工作取得了新進(jìn)展,，相關(guān)成果在Nature旗下1區(qū)TOP期刊《通訊·地球與環(huán)境》（Communications Earth & Environment）上發(fā)表。
全球海洋熱浪和寒潮是海洋極端事件的代表性成員,。強(qiáng)度最大的熱浪和寒潮一般分布于強(qiáng)渦旋海域（圖1）,，最近研究表明，渦旋最近幾十年的增強(qiáng)會導(dǎo)致熱浪等事件的強(qiáng)度持續(xù)增大,，但是在全球范圍內(nèi)的數(shù)值預(yù)報(bào)中,，對熱浪和寒潮基本形態(tài)的模擬在強(qiáng)渦旋海域最差。本項(xiàng)研究利用同化數(shù)據(jù)分析了強(qiáng)渦旋海域內(nèi)，熱浪和寒潮在不同物理控制因素背景下,，10多種海氣變量分布的差異及其形成該差異的原因,。
圖 1 渦動(dòng)動(dòng)能和熱浪/寒潮之間的關(guān)系。氣候態(tài)的渦動(dòng)動(dòng)能在（a）南大西洋,、（b）巴西暖流回流區(qū)的空間
分布,。最大強(qiáng)度的（c）熱浪和（d）寒潮的空間分布。（e）熱浪,、寒潮和中性事件在不同的渦動(dòng)動(dòng)能強(qiáng)度上的概率分布,。
研究發(fā)現(xiàn)，熱浪和寒潮從空間分布和概率分布上都與渦旋強(qiáng)度有關(guān)（圖1）,。在巴西暖流回流區(qū),，渦旋強(qiáng)度越大，熱浪發(fā)生的頻率越高,，反之,，渦旋強(qiáng)度越小，寒潮發(fā)生的頻率越高,。海洋熱浪和寒潮最主要的驅(qū)動(dòng)因素為平流（大尺度運(yùn)動(dòng)和渦旋運(yùn)動(dòng)）以及海氣熱通量,。當(dāng)海氣熱通量主導(dǎo)熱浪和寒潮的時(shí)候，海溫和大氣要素的變化水平覆蓋范圍很大,，并在200hpa上空存在明顯信號,；而當(dāng)平流運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)熱浪或寒潮的時(shí)候，海溫和大氣要素的變化水平范圍?。▓D2）,。本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，海洋變量在極端事件的過程中協(xié)同性要弱于大氣變量,。該成果的發(fā)現(xiàn)可為提高氣候模式預(yù)測能力以及推進(jìn)與極端事件相關(guān)的三維海氣相互作用的認(rèn)識提供理論支撐,。
圖2 大氣變量和海表溫度在不同控制機(jī)制下合成分布。（a-d）海表溫度,；（e-h）海表面氣壓,；（i-l）潛熱通量；（m-p）云量,；
（q-t）風(fēng)應(yīng)力,；（u-x）200hpa 位勢高度的合成分布。第一列代表海氣通量控制的熱浪事件,；第二列代表平流控制的熱浪事件,；
第三列代表海氣通量控制的寒潮事件和第四列代表平流控制的寒潮事件。
海洋學(xué)部海洋環(huán)流與波動(dòng)團(tuán)隊(duì)的研究工作主要涉及近海多尺度海洋動(dòng)力過程,、極區(qū)環(huán)境與氣候變化,、海洋數(shù)值模擬等領(lǐng)域,。本篇論文的第一作者是海洋學(xué)部劉浩博士，合作作者為史軍強(qiáng)博士以及來自自然資源部第一海洋研究所的研究人員,。相關(guān)成果：
Hao Liu; Xunwei Nie; Junqiang Shi; Zexun Wei: Marine heatwaves and cold spells in the
Brazil Overshoot show distinct sea surface temperature patterns depending on the forcing,
Communications Earth & Environment, 2024, 5: 102
https://doi.org/10.1038/s43247-024-01258-1
