在寧波籍企業家虞仁榮先生的發起下，浙江省和寧波市政府鼎力支持，寧波東方理工大學（英文名：Eastern Institute of Technology, Ningbo）于2025年6月21日正式獲教育部批準設立。讓人驚喜的是，建校僅33天，寧波東方理工大學就以第一完成單位的身份，在國際頂尖期刊《Science》上發表了重磅研究成果，強勢“打破校史”！下面，就讓小編帶大家一起拜讀一下這篇《Science》。

極端升溫引發海洋熱浪頻發：2023年全球海洋迎來“最熱一年”

2023年，地球海洋表層溫度突破歷史極值，席卷全球的海洋熱浪（Marine Heatwaves, MHWs）在持續時間、覆蓋范圍與強度方面均創下紀錄，總活動量高達53.6億°C天平方公里，較1982年以來的歷史均值高出三倍標準差以上。這些極端事件不僅引發了珊瑚礁大規模白化、魚類產量下降等生態危機，也對依賴海洋資源的產業與人類社會構成深遠沖擊。面對全球變暖背景下極端氣候事件的頻發，深入理解其成因與機制，已成為應對氣候挑戰的重要課題。

在此，寧波東方理工大學曾振中教授團隊聯合張東曉院士基于高分辨率的ECCO2再分析數據與OISST衛星觀測數據，系統分析了2023年全球海洋熱浪的空間分布、演化過程與主導機制。研究指出，北大西洋、西南太平洋、北太平洋與熱帶東太平洋是MHWs最顯著的區域，其中北大西洋事件的重現周期高達276年，凸顯了其極端性。通過混合層熱收支分析，團隊厘清了不同區域海洋熱浪的主要驅動因素，為今后極端海洋事件的預測與適應提供了關鍵科學依據。相關成果以“Record-breaking 2023 marine heatwaves”為題發表在《Science》上，第一作者為Tianyun Dong

全球海洋熱浪全面爆發：強度、范圍與持續性齊創新高

2023年，全球范圍內的MHWs在多個指標上均突破歷史紀錄。熱浪總持續時間達120天，是1982至2023年平均值的近四倍，覆蓋全球96%的海洋面積（歷史平均為73.7%），平均強度達1.3°C（高于歷史均值0.98°C）。尤為顯著的是，北大西洋的異常升溫事件被評估為276年一遇，西南太平洋為141年一遇，分別位列全球最極端事件之列。圖1展示了MHW活動指標（1a）、持續時間與強度趨勢（1b），以及四大關鍵區域的空間分布（1c）和占比（1d）。其中，北大西洋熱浪貢獻了全球累計強度的最大比例（圖1d），其平均海表溫度異常達4倍標準差，成為推動該年全球MHW異常的主導力量。

圖1：從1982年到2023年的全球MHW分布。

跟蹤2023年MHW的演變

追蹤時間序列顯示，北大西洋的熱浪始于2022年6月，一直持續至2023年末，累計持續時間達525天，創下區域最長記錄（圖2D）。該熱浪的峰值出現在2023年7月，強度最高超過3°C，平均強度長期維持在1°C以上。統計顯示，7月至10月是該區域海洋熱浪的高發期，發生概率超過30%（圖2D下方彩色點標）。如此持久的熱浪極大超越了多數海洋生物的熱耐受閾值，構成嚴重生態壓力。

西南太平洋的熱浪始于2022年11月中旬，并在2023年3月達到峰值，總持續時間達410天（圖2C），顯著超越2015–2016與2017–2018年塔斯曼海MHWs。這一事件在強度上表現出26.7%為三級嚴重等級、44.7%為二級強等級，最高平均強度為1.3°C（圖2C）。此外，該熱浪還被認為與2023年初侵襲新西蘭的強颶風Gabrielle密切相關，揭示了海溫異常對極端天氣系統的激發作用。

2023年3月起，伴隨東太平洋型厄爾尼諾逐漸成形，該區域熱浪同步增強，并于9月下旬達到強度峰值（圖2E）。該事件持續時間超過半年，其中9%被判定為三級嚴重等級，58%為強等級，最高平均強度達1.63°C（圖2E）。ENSO（厄爾尼諾-南方濤動）在此過程中的調控作用至關重要，通過削弱信風與抑制上升流，促進暖水堆積，從而增強熱浪的形成與持續。

與其他區域短期爆發不同，北太平洋自2019年起就維持著持續熱異常，2023年該趨勢進一步強化。數據顯示，2023年5月至7月間熱浪達最高峰，最大強度為1.51°C（圖2B）。此區域熱浪在每年8月至9月最為頻繁，是典型的季節性高發區。

圖2：2023年代表性MHW事件的子集

多機制耦合驅動：揭示熱浪形成幕后推手

研究通過混合層熱收支分析，厘清了四大區域MHWs的驅動機制，具體機制在圖3中分區域呈現。在北大西洋，2023年Azores高壓系統顯著減弱，導致低云覆蓋減少與混合層變淺（圖3A–C）。這促使短波輻射增強，成為海洋加熱的主導因素。南北向海流輸運（M.adv）進一步助推熱量聚集，共同驅動長時熱浪。西南太平洋則受到高空反氣旋系統影響（圖3D–F），其東北側風向擾動強化了向南輸送暖水的經向環流，同時低云量減少增強短波輻射吸收，形成海洋熱量堆積。北太平洋熱浪主要由增強的短波輻射與蒸發冷卻減弱共同驅動，1°C/年的升溫幾乎全部由表面熱通量貢獻（圖3G–I），水平與垂直海洋環流在其中作用較弱。熱帶東太平洋則因ENSO驅動的海氣耦合變化表現出最復雜機制（圖3J–L）。海面暖異常促成熱浪，而深層熱躍層變動增強了垂直輸送（V.adv），與水平輸運共同構成熱收支的主力。這種三維海洋環流的協同推動，導致了異常強烈的升溫事件。

圖3：關鍵區域中MHW的主要因素。

多重影響與未來展望：預警系統亟待升級

研究最后指出，MHWs的生態、社會與經濟影響正變得愈發深遠。極端升溫可引發海平面上升、珊瑚礁崩塌、海洋物種遷移與捕撈業衰退等問題。著名的“暖斑”事件曾導致初級生產力銳減、氧氣含量降低與海洋酸化加劇，最終影響人類食品安全與沿海經濟發展。

更令人擔憂的是，2023年的熱浪事件可能預示著海洋氣候系統已接近臨界轉折點，其頻率、持續性與廣泛性遠超以往。面對可能到來的新常態，研究團隊呼吁建立更加精細的地球觀測網絡與MHW早期預警系統，提升對極端海洋事件的預測與應對能力。

未來，全球氣候治理不僅需要加強陸地碳排放的管控，也需聚焦海洋熱量變化的深層機制，通過跨學科融合與技術創新，為海洋生態系統的可持續發展保駕護航。

來源：高分子科學前沿

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