2020年春季，北太平洋发生了破纪录的海洋热浪事件（图1），对海洋生态系统产生了重要的影响。同一时期，新型冠状病毒(COVID-19)爆发，新冠疫情期间人为产生的气溶胶排放量明显减少，其对北太平洋海洋热浪的影响还并不清楚。北京师范大学系统科学学院夏炎副教授及其合作者基于地球系统模式模拟和观测数据，系统性研究了COVID-19期间气溶胶减排对2020年春季北太平洋热浪的贡献，揭示了气溶胶排放变化对北太平洋海洋热浪的影响机制。

研究结果表明，COVID-19期间的减排可能为2020年春季东北太平洋热浪的产生贡献了约28.5%。一方面，东亚气溶胶减排激发了从东亚到东北太平洋的Rossby波列，导致中纬西风减弱和北太平洋蒸发减少，使得海洋表面温度升高。另一方面，气溶胶排放减少，导致下风向位置的北太平洋气溶胶含量减少，进而改变北太平洋上空的云层。这种气溶胶的间接辐射效应对海洋热浪的产生也有一定的贡献（图2）。

图1：北太平洋SST异常空间分布，（a-b）分别为2019年12、1月，（c-f）分别为2020年2月、3月、4月和5月。单位为℃。间隔为0.2℃。黑色方框表示SST暖异常最强的区域，2-3月期间位于25°-45°N和180°-140°W，4-5月期间位于30°-50°N和170°-130°W。阴影区域代表SST异常超过SST标准偏差。

图2：图示了2020年春季疫情期间气溶胶减排影响东北太平洋热浪的机制，(a)展示了气溶胶减排通过影响罗斯比波列（Rossby wave train）增加到达海洋表面的潜热通量（latent heat flux）；(b)展示了气溶胶-云相互作用影响海洋表面短波辐射的情况。潜热通量用LH表示，SLP代表海平面气压，SW代表短波辐射。

由于碳中和政策的实施，气溶胶排放量将持续减少。研究结果表明，未来的气溶胶减排可能会进一步增强北太平洋变暖以及海洋热浪出现的频率，这将对全球气候产生巨大影响。

该研究成果以“Emission reductions during COVID-19 enhance marine heatwave over the North Pacific in spring 2020”为题发表在《Climate Dynamics》，北京师范大学硕士研究生杨楠为第一作者，北京师范大学夏炎副教授为通讯作者，合作者还包括北京大学赵传峰教授、北京师范大学谢飞教授以及杜克大学胡世能教授。研究得到国家自然科学基金41925022和42105016的资助。

论文信息:

Yang, N., Xia, Y., Zhao, C. et al. Emission reductions during COVID-19 enhance marine heatwave over the North Pacific in spring 2020. ClimDyn (2024). https://doi.org/10.1007/s00382-024-07426-5

供稿：夏   炎

编辑：郝林青

审核：李   辉