中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境與島礁生態全國重點實驗室熱帶海氣相互作用與極端氣候變化研究團隊在熱帶大西洋海洋熱浪形成機制及其預測方面取得新進展。相關研究成果以“Positive Indian Ocean Dipole Intensifies Marine Heatwaves in the Tropical Southeast Atlantic Coastal Region”為題，發表在Science Advances期刊上。論文第一作者是南海海洋所博士研究生劉衡，研究員張磊為通訊作者。合作者還包括美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）研究員Michael McPhaden、科羅拉多大學教授Weiqing Han和河海大學碩士生李海禹。

熱帶東南大西洋（TSEA）沿岸區域有著高生產力和豐富的漁業資源。然而，海洋極端高溫事件，即海洋熱浪，能夠對近岸的海洋生態系統造成嚴重破壞，進而影響沿海居民生產生活與區域社會經濟。因此，準確預測TSEA沿岸海洋熱浪的發生，有助于提高極端事件的預警能力，從而降低風險與損失。然而，該區域海洋熱浪的形成機制仍缺乏系統性的認識，對熱浪的預測能力仍有待提升。

印度洋偶極子（IOD）是熱帶印度洋的主要氣候變率模態之一，其盛期發生在北半球秋季（南半球春季）。前人研究發現IOD達到峰值之后，可以通過大氣遙相關過程調控熱帶大西洋海氣耦合系統，造成熱帶大西洋海表溫度升高，為海洋熱浪的發生提供了有利條件。通過分析觀測數據，團隊發現正IOD事件能夠造成南半球夏季TSEA沿岸海洋熱浪發生概率提升至其他年份的6倍以上。

正IOD事件通過兩條路徑影響TSEA沿岸海溫并引發海洋熱浪（圖1）：一方面，正IOD引起赤道大西洋西風異常，激發海洋下沉開爾文波，波動傳播至TSEA沿岸區域，并引起局地溫躍層加深、海溫升高，促進了海洋熱浪的發生；另一方面，正IOD還可以引起非洲中部降水增多，從而增強剛果河入海的淡水徑流，引起近岸海洋層結增強以及混合層變淺，進一步助推海溫升高以及海洋熱浪的發生。利用氣候模式開展的印度洋起搏器試驗結果也證實了IOD對TSEA沿岸區域海洋熱浪的顯著調控作用。

研究團隊基于上述過程建立了TSEA區域海洋熱浪的經驗預測模型，利用南半球春季IOD指數對夏季的海洋熱浪進行預測。模型展現出較好的預測能力，提前3個月預測的月均海洋熱浪天數與觀測結果相關性達0.63。這一結果也表明IOD是調控TSEA海洋熱浪的主要因子。

該研究闡明了印度洋對熱帶東南大西洋沿岸海洋熱浪的影響機制，深化了對于跨洋盆相互作用的認識，為該區域的海洋極端事件預警、提升氣候預測與風險防范能力提供了理論依據。該研究獲得國家自然科學基金創新研究團隊項目、廣東省基礎與應用基礎研究卓越青年團隊項目等的聯合資助。

論文信息：Liu,H.,L. Zhang,M. J. McPhaden,W. Han,and H. Li,2025: Positive Indian Ocean Dipole intensifies marine heatwaves in the tropical southeast Atlantic coastal region. Sci. Adv.,11,eadx8525,https://doi.org/10.1126/sciadv.adx8525.

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx8525

圖1? 正的印度洋偶極子事件對熱帶東南大西洋沿岸海洋熱浪遠程影響示意圖。海洋路徑：正IOD事件引起的赤道大西洋西風異常激發海洋開爾文波，使TSEA沿岸海域的溫躍層加深，海溫升高，海洋熱浪活動增強；陸地路徑：正IOD事件發生使非洲中部降水增加，增強剛果河流量，從而導致TSEA沿海區域混合層變淺，有利于海溫升高和海洋熱浪發生。