近日,我中心科研团队在海洋科学领域知名期刊《Estuarine, Coastal and Shelf Science》发表了题为《Intraseasonal variation of sea surface temperature and its primary mechanism in Bohai Sea》的研究论文。该研究系统揭示了渤海海表面温度季节内振荡的双模态特征及其物理驱动机制,为区域短期气候预测和近岸生态环境变异研究提供了新的理论依据。
海表面温度(SST)是影响区域气候变化和海气相互作用的关键因子,直接关系到海洋生态系统的初级生产力和渔业资源的变化。渤海作为半封闭浅海,受季风和复杂地形影响显著,其SST在季节内尺度(10-90天)的变化规律及多重强迫机制一直未被完全厘清。本研究基于多尺度超高分辨率(MUR)卫星遥感数据与ERA5再分析资料,精准捕捉了渤海SST在10-90天频段内的振荡信号,并系统阐明了其主导周期的季节性演替规律。
研究结合小波分析与混合层热收支方程,量化了不同物理过程的贡献。结果表明,渤海SST的季节内变化存在两个显著的振荡周期:30-50天的短周期振荡和60-90天的长周期振荡。海表热通量虽以58.5%的贡献率主导了SST的变化,但其主导成分呈现出明显的季节性差异:暖季主要受短波辐射异常控制(30-50天频段),这与北半球夏季季节内振荡(BSISO)密切相关;冷季则转为由受冬季风影响的湍流热通量(潜热和感热)驱动(60-90天频段)。
此外,研究进一步揭示了海洋动力过程的关键调节作用。尽管热通量是主要驱动力,但水平平流和扩散等动力过程仍贡献了约40%的变率。这些动力过程通过对热量的再分配,使得渤海SST季节内振荡的空间分布呈现出显著的非局地特征,即SST的高变异区与热通量的高值区在空间上并不完全重合。
该研究首次构建了渤海SST季节内变化的“双模态”物理机制框架,清晰阐明了从暖季辐射强迫主导向冷季湍流强迫主导转换的季节性接力过程。这一成果不仅深化了对中国近海海气相互作用过程的理解,也为提升渤海区域的天气预报准确度及海洋牧场环境灾害预警能力提供了科学支撑。
论文第一作者为我中心和数信学院联培的硕士研究生石佳,刘志亮研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金(42306218)、中央引导地方科技发展资金项目(246Z3302G)、河北省自然科学基金(F2023407003)、河北省高校基本科研业务费(2024JK006)以及河北科技师范学院博士基金(2024YB042)的资助。
论文信息:Shi, J., Liu, Z., Lu, Y., Zhang, Y., Chen, X., & Ma, Z. (2026). Intraseasonal variation of sea surface temperature and its primary mechanism in Bohai Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 109718. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2026.109718

图1 渤海SST季节内振荡的季节性热通量调控与空间响应模式

图2 研究区域与SST季节内震荡

图3 渤海混合层热收支分析

图4 SST与长波、短波辐射的交叉谱分析

图5 渤海SST与海表热通量分量的季节性超前-滞后相关谱

图6 渤海海温季节内震荡的空间分布