在全球气候变暖的大背景下，海洋热浪频发且持续时长不断增加，作为一种海水异常增暖现象，其对全球大气环流与区域降水格局的调控作用愈发显著，是当前海气相互作用领域的重点研究方向。厘清不同海洋热浪生命周期内的降雨响应差异及内在机理，对预判极端气候事件演变规律具有重要科学意义。
针对这一科学问题，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心相关科研团队开展系统性研究，基于2002—2021年全球海洋热浪观测数据，探究不同类型海洋热浪对降雨的差异化调控效应，明晰了二者耦合演变的规律。相关研究成果以“Distinct Impacts of Different Marine Heatwaves on Precipitation”为题发表于国际权威期刊Journal of Geophysical Research: Atmospheres。研究的第一作者为在读博士研究生曾仕杰，通讯作者为学校“青年英才工程”第一层次董璐教授，国内外多名科研人员共同参与本次合作研究。
该研究以海洋热浪强度峰值为时间节点，将热浪生命周期划分为峰值前、峰值后两个阶段，量化分析了全球降雨的响应特征。结果显示，海洋热浪发生期间全球平均降雨异常值从峰值前的-1.69 mm/day转变为峰值后的2.82 mm/day（图1a、b）。根据峰值前后的降雨异常特征，进一步将海洋热浪进行分类。分析结果表明，全球最常见的海洋热浪在其整个生命史呈现出持续少雨的异常现象，在此将其定义为NN型（Negative to Negative,占比46%），其次是前阶段的少雨转为后阶段的多雨型热浪，定义为NP型（Negative to Positive,占比26%）（图1c）。
图1. 2002-2021年海洋热浪（a）前期和（b）后期降雨异常（mm/day）的空间分布。（c）基于前后期五天平均降雨异常划分的四类海洋热浪在全球海域、印度洋、南海、赤道中太平洋、东北太平洋和北大西洋的占比情况：NN型（Negative to Negative, NN，黑色）、NP型（Negative to Positive, NP，红色）、PN型（Positive to Negative, PN，橙色）和PP型（Positive to Positive, PP，蓝色）。（d）海洋热浪发展过程中逐日正降雨异常占比在全球及各海域的时间演变，其中横坐标0代表海洋热浪强度峰值日，负（正）值表示峰值日前（后）天数。
研究团队进一步以南海海域为研究区域，探索降雨对不同类型热浪的响应机理。研究结果表明，相较于NN型海洋热浪，NP型海洋热浪发展前期具备更高的海温，通过加剧蒸发与水汽辐合的过程，提升低层大气中的湿静力能，从而在其后期引发降雨增加。与此同时，云量的增加进一步阻挡太阳辐射，这也加速了海洋热浪的衰减（图2）。
图2. 南海海洋热浪演变过程中前期暖海温导致后期降雨增多的机制示意图。
本研究系统阐明了不同海洋热浪与降雨之间的差异化海气反馈机制，证实海洋热浪不仅会影响海洋生态环境，更是调控区域降水格局、改变大气状态的关键因子。同时为理解海洋热浪的动力机制，预测全球变暖背景下未来极端气候事件提供了理论依据。
文章链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JD044381?sessionid=
