揭秘海洋次表层变化对热带气旋生成的关键作用：解锁气候研究新密码

热带气旋（TCs）危害巨大，其生成机制复杂。为探究海洋因素影响，研究人员聚焦次表层海洋变化对 TCs 生成的作用。研究发现次表层变化显著影响 TCs 生成，这对 TCs 风险评估、管理及气候研究意义重大。

　　在地球的气候舞台上，热带气旋（TCs）可谓是 “超级反派”，它所到之处，狂风呼啸、暴雨倾盆、风暴潮汹涌，引发的内陆洪水更是让无数生命和财产遭受重创。从 1970 - 2019 年，TCs 就导致了 779324 人丧生，经济损失高达 1.4 万亿美元。随着沿海城市日益繁荣、人口愈发密集，如何精准评估和有效管理 TCs 风险，成为了全球亟待解决的重大课题。而了解 TCs 的生成机制，就像是找到了破解这一难题的 “钥匙”。

长久以来，科学界都知道海洋是 TCs 的能量源泉，上层海洋的热含量对 TCs 生成的重要性也早有共识。然而，以往的研究大多聚焦于海表温度（SST），认为它在 TCs 生成中起主导作用，却忽视了海洋次表层变化的影响。一方面，对于上层海洋热含量对 TCs 生成的影响，科学界一直争论不休，数值模拟得出的结论也大相径庭。另一方面，卫星观测 SST 时，无法获取次表层的信息，这使得对 TCs 生成机制的研究陷入困境。更糟糕的是，人们曾错误地认为 TCs 生成时的 “弱风” 不会引起海洋内部的显著变化，从而忽视了次表层海洋对 TCs 生成的潜在影响。

为了打破这一僵局，上海交通大学海洋学院等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们深入研究了 1998 - 2022 年间全球 2032 个 TCs 的生成阶段，旨在揭开海洋次表层变化与 TCs 生成之间的神秘关系。最终，他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们带来了全新的认知。

研究人员在这场探索中运用了多种关键技术方法。在数据获取上，他们整合了多源数据，如美国国家飓风中心（NHC）的修订飓风数据库（HURDAT2）、联合台风预警中心（JTWC）的最佳路径档案，获取 TCs 的位置和强度信息；利用美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的 H*Wind 分析数据计算海表风应力旋度；采用 Remote Sensing Systems（REMSS）的微波 SST 数据、全球漂流计划（GDP）的浮标数据以及国际 Argo 计划的剖面数据来获取 SST 和海洋温度信息；借助全球海洋再分析和模拟（GLORYS）12v1 产品获取每日海洋环境变量。在数据分析时，运用分位数回归和自举重采样（Bootstrapping）等方法，深入探究变量之间的关系。

研究结果令人眼前一亮：

1. 海洋次表层受显著扰动：研究人员发现，在 TCs 生成前，其风速虽然低于成熟阶段，但其实并不弱。这些风及其产生的风应力旋度足以扰动海洋内部，使 26°C 等温线深度（D₂₆）发生明显变化。10% 的生成前 TCs 能让 D₂₆增加至少 6 米或减少 10 米，32% 的生成前 TCs 对 D₂₆的扰动超过了每月 D₂₆变化标准差的 50% 。
2. 风应力可深层穿透：根据经典 Ekman 理论估算的 Ekman 深度与 D₂₆对比发现，在 TCs 生成前，D₂₆大多浅于 121 米，而估算的 Ekman 深度在热带地区比 D₂₆深得多，这表明生成前 TCs 的风及风应力旋度能够显著改变当地 D₂₆ 。
3. 次表层变化影响 TCs 生成：海洋次表层的扰动，如 D₂₆的变化，会显著改变海洋温度，包括 SST。D₂₆的变化与 SST 变化密切相关，SST 变化又与 TCs 强度变化率存在显著正相关。这意味着，D₂₆的变化通过影响 SST，进而对 TCs 生成产生重要影响。

在研究结论和讨论部分，研究人员强调，他们的研究揭示了海洋次表层在 TCs 生成中起着不可忽视的重要作用。TCs 生成时的风并不弱，此时 TCs 与次表层海洋的相互作用就已发生。尽管该研究没有否认其他环境因素对 TCs 生成的影响，但明确了 D₂₆在其中的关键作用，而且 D₂₆在一定程度上能反映海洋分层情况，其受温度和盐度共同影响，盐度对 TCs 生成的作用也值得进一步研究。此外，当前先进的耦合气候模型虽能捕捉到海洋次表层对 TCs 生成的影响，但在模拟 D₂₆趋势方面仍存在挑战，这也为后续研究指明了方向。

这项研究成果意义非凡，它打破了以往对 TCs 生成机制的认知局限，让我们看到了海洋次表层变化这一 “幕后推手” 的强大影响力。这不仅有助于我们更准确地评估和预测 TCs 风险，为沿海地区的防灾减灾提供更可靠的科学依据，还为气候研究开辟了新的方向，推动科学界对地球气候系统的理解迈向新的高度。