近日，海洋科学学院董济海教授与合作者在海洋热浪调控机制研究方面取得新进展，相关论文“Submesoscale Feedback Suppresses Marine Heatwaves”在Science Advances期刊发表。论文第一作者为董济海教授，董济海教授与董昌明教授、中国科学院南海海洋研究所经志友研究员为共同通讯作者。合作作者还包括海洋科学学院孙文金副教授和美国布朗大学Baylor Fox-Kemper教授。

海洋热浪是持续数天乃至更长时间的海水异常高温事件，可引发珊瑚白化、海洋生物死亡和渔业损失。在全球变暖背景下，海洋热浪的频率和严重程度不断增加。以往研究主要关注大气热通量、海洋环流和中尺度涡旋的影响，而空间尺度约为0.1至10千米的亚中尺度运动能够驱动较强的垂向热输运，其对海洋热浪演变的作用仍不清楚。本研究基于水平分辨率为1/48°的全球高分辨率海洋模拟LLC4320，结合海表温度观测资料，对2012年南北半球冬季海洋热浪开展识别与评估，并通过上层50米异常热收支诊断，定量分析不同动力过程的贡献。结果表明，亚中尺度过程对不同类型海洋热浪的影响存在明显差异：对于由大气热通量驱动增强的冬季海洋热浪，亚中尺度反馈使其增强速率平均降低18.1%，衰减速率平均提高21.7%（图1），显示出对热浪演变不可忽视的抑制作用。

进一步分析发现，这一负反馈源于海洋热浪对亚中尺度活动及其热输运的调节。大气异常加热海洋后，上层海水层结增强、混合层变浅，亚中尺度运动可利用的势能减少，活动随之减弱。热浪期间，混合层平均变浅9.3%，亚中尺度垂向热输运减弱19.4%。由于亚中尺度热输运通常具有向上的净效应，其减弱意味着相对于背景状态输送至表层的热量减少，从而抑制热浪增强，并促进其衰减（图2）。团队还利用1995—2020年的GLORYS再分析资料和亚中尺度热通量参数化方法进行检验，同样发现冬季海洋热浪期间向上的亚中尺度热输运减弱，且混合层深度变化起主导作用，为上述机制提供了长期资料支持。

该研究揭示了亚中尺度过程通过调节上层海洋热量再分配抑制海洋热浪的新机制，拓展了对海洋极端高温事件演变的认识。研究提示，忽略这一反馈的模式可能高估相关类型海洋热浪的严重程度。该成果为改进海洋热浪预测、完善气候模式中的亚中尺度参数化提供了新的物理依据。

该研究得到国家自然科学基金（42192562、42225602、42530403、41906008）、江苏省“青蓝工程”（R2025Q06）等项目的支持。

图1不同类型冬季海洋热浪在增强和衰减阶段的异常热收支。下两行为大气热通量驱动增强的热浪，亚中尺度过程抑制增强并促进衰减。

图2亚中尺度过程抑制海洋热浪的负反馈机制示意图。热浪区混合层变浅，向上的亚中尺度热输运减弱。

发表论文： Dong, J.*, Sun, W., Fox-Kemper, B., Jing, Z.*, Dong, C.* (2026). Submesoscale Feedback Suppresses Marine Heatwaves. Science Advances, 12, eaei4624. DOI:10.1126/sciadv.aei4624