Проявление и характеристики морских волн тепла в северо-западной части Тихого океана

И. Д. Ростов✉, Е. В. Дмитриева

Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток, Россия

✉ e-mail: rostov@poi.dvo.ru

Аннотация

Цель. Определить характеристики и тенденции межгодовой изменчивости параметров морских волн тепла (МВТ) в северо-западной части Тихого океана за последние два десятилетия, а также проанализировать их причинно-следственные связи с крупномасштабными и региональными процессами в океане и атмосфере – цель настоящей работы.

Методы и результаты. Для анализа использовались климатические массивы данных NOAA. Применялись стандартные методы идентификации МВТ и оценки их амплитудно-частотных характеристик в узлах регулярной сетки. Результаты позволили детально охарактеризовать пространственно-временную изменчивость МВТ, включая частоту, их продолжительность, интенсивность, интегральные показатели (кумулятивную интенсивность и композитный индекс интенсивности), а также выявить межгодовые и сезонные тенденции в трех выделенных районах, расположенных в различных широтных зонах исследуемой акватории, и определить статистические связи характеристик МВТ c крупномасштабными и региональными процессами в океане и атмосфере.

Выводы. В исследуемом районе Тихого океана наблюдается устойчивый рост температуры морской поверхности: в среднем ~ 0,5 °С за 10 лет, с усилением тренда с юга на север (от 0,3 до 2 °С). Межгодовые колебания температуры (периодом 2–5 лет) связаны с индексом ENSO (NINO.W). За последние два десятилетия среднегодовая частота морских волн тепла составила ~ 3 события в год, увеличиваясь на 1,8 события за десятилетие, средняя продолжительность ~ 14 дней с положительным трендом 5,9 дня/10 лет. Выявлены статистически значимые связи параметров МВТ с крупномасштабными климатическими модами, а также тесная корреляция (R > 0,7) с изменениями приземной температуры воздуха и температуры поверхности океана в регионе.

Ключевые слова

северо-западная часть Тихого океана, климатические изменения, морские волны тепла, климатические индексы, корреляционные связи

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы № 124022100079-4 госзадания Тихоокеанского океанологического института им. В. И. Ильичева ДВО РАН «Исследование структуры и динамики вод Мирового океана в условиях современных климатических изменений».

Информация об авторах

Ростов Игорь Дмитриевич, ведущий научный сотрудник, лаборатория информатики и мониторинга океана, ФГБУН ТОИ им. В. И. Ильичева ДВО РАН (690041, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), кандидат географических наук, ORCID ID: 0000-0001-5081-7279, SCOPUS Author ID: 6603588318, SPIN-код: 2329-0391, ResearcherID: AAG-5614-2021, rostov@poi.dvo.ru

Дмитриева Елена Витальевна, старший научный сотрудник, лаборатория информатики и мониторинга океана, ФГБУН ТОИ им. В. И. Ильичева ДВО РАН (690041, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), кандидат технических наук, ORCID ID: 0000-0002-0094-5296, Scopus Author ID: 36788322900, SPIN-код: 6818-1898, e_dmitrieva@poi.dvo.ru

Для цитирования

Ростов И. Д., Дмитриева Е. В. Проявление и характеристики морских волн тепла в северо-западной части Тихого океана // Морской гидрофизический журнал. 2026. Т. 42, № 3. С. 347–364. EDN HQFPPA.

Rostov, I.D. and Dmitrieva, E.V., 2026. Manifestations and Characteristics of Marine Heat Waves in the Northwestern Pacific Ocean. Physical Oceanography, 33(3), pp. 387-403.

Список литературы

  1. A Global, Multiproduct Analysis of Coastal Marine Heatwaves: Distribution, Characteristics, and Long-Term Trends / M. Marin [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2021. Vol. 126, iss. 2. e2020JC016708. EDN BZBGDY. https://doi.org/10.1029/2020JC016708
  2. A hierarchical approach to defining marine heatwaves / A. J. Hobday [et al.] // Progress in Oceanography. 2016. Vol. 141. P. 227–238. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2015.12.014
  3. Longer and more frequent marine heatwaves over the past century / E. C. J. Oliver [et al.] // Nature Communications. 2018. Vol. 9. 1324. EDN CYBCEJ. https://doi.org/10.1038/s41467-018-03732-9
  4. Large potential impacts of marine heatwaves on ecosystem functioning / V. G. de Luzinais [et al.] // Global Change Biology. 2024. Vol. 30, iss. 7. e17437. EDN GSJIIW. https://doi.org/10.1111/gcb.17437
  5. Marine Heatwaves / E. C. J. Oliver [et al.] // Annual Review of Marine Science. 2021. Vol. 13. P. 313–342. EDN XZVROR. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-032720-095144
  6. Scale-Dependent Drivers of Marine Heatwaves Globally / C. Bian [et al.] // Geophysical Research Letters. 2024. Vol. 51, iss. 3. e2023GL107306. EDN TEGVMD. https://doi.org/10.1029/2023gl107306
  7. The Atmospheric Bridge: The Influence of ENSO Teleconnections on Air-Sea Interaction over the Global Oceans / M. A. Alexander [et al.] // Journal of Climate. 2002. Vol. 15, iss. 16. P. 2205–2231. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2002)015%3C2205:TABTIO%3E2.0.CO;2
  8. Local Drivers of Marine Heatwaves: A Global Analysis With an Earth System Model / L. Vogt [et al.] // Frontiers in Climate. 2022. Vol. 4. 847995. EDN PJDKFP. https://doi.org/10.3389/fclim.2022.847995
  9. Categorizing and Naming Marine Heatwaves / A. J. Hobday [et al.] // Oceanography. 2018. Vol. 31, iss. 2. P. 162–173. https://doi.org/10.5670/oceanog.2018.205
  10. Frölicher T. L., Fischer E. M., Gruber N. Marine heatwaves under global warming // Nature. 2018. Vol. 560. P. 360–364. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0383-9
  11. Response of the ocean mixed layer depth to global warming and its impact on primary production: a case for the North Pacific Ocean / C. J. Jang [et al.] // ICES Journal of Marine Science. 2011. Vol. 68, iss. 6. P. 996–1007. EDN OLYRML. https://doi.org/10.1093/icesjms/fsr064
  12. Marine Heatwaves/Cold‐Spells Associated with Mixed Layer Depth Variation Globally / W. Sun [et al.] // Geophysical Research Letters. 2024. Vol. 51, iss. 24. e2024GL112325. EDN AZWFRE. https://doi.org/10.1029/2024GL112325
  13. Marine Heatwaves in the East Asian Marginal Seas Facilitated by Boreal Summer Intraseasonal Oscillations / P. Dasgupta [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2024. Vol. 129, iss. 2. e2023JC020602. EDN BDHTZM. https://doi.org/10.1029/2023JC020602
  14. Accelerated warming in the North Pacific since 2013 / Z.-Z. Hu [et al.] // Nature Climate Change. 2024. Vol. 14, iss. 9. P. 929–931. EDN ATINIX. https://doi.org/10.1038/s41558-024-02088-x
  15. An unprecedented coast wide toxic algal bloom linked to anomalous ocean conditions / R. M. McCabe [et al.] // Geophysical Research Letters. 2016. Vol. 43, iss. 19. P. 10366–10376. https://doi.org/10.1002/2016GL070023
  16. Global impacts of marine heatwaves on coastal foundation species / K. E. Smith [et al.] // Nature Communications. 2024. Vol. 15, iss. 1. 5052. EDN JTBMHF. https://doi.org/10.1038/s41467-024-49307-9
  17. Biological Impacts of the 2013–2015 Warm-Water Anomaly in the Northeast Pacific. Winners, Losers, and the Future / L. M. Cavole [et al.] // Oceanography. 2016. Vol. 29, iss. 2. P. 273–285. EDN JTBMHF. https://doi.org/10.5670/oceanog.2016.32
  18. Understanding the compound marine heatwave and low-chlorophyll extremes in the western Pacific Ocean / Q. Chen [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2023. Vol. 10. 1303663. EDN BKFZHZ. https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1303663
  19. Ocean Biogeochemical Signatures of the North Pacific Blob / S. C. Mogen [et al.] // Geophysical Research Letters. 2022. Vol. 49, iss. 9. e2021GL096938. EDN SOOYIA. https://doi.org/10.1029/2021GL096938
  20. Climate impacts on global hot spots of marine biodiversity / F. Ramirez [et al.] // Science Advances. 2017. Vol. 3, iss. 2. e1601198. https://doi.org/10.1126/sciadv.1601198
  21. Drivers of Marine Heatwaves in the East China Sea and the South Yellow Sea in Three Consecutive Summers During 2016–2018 / G. Gao [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2020. Vol. 125, iss. 8. e2020JC016518. EDN RYMJCY. https://doi.org/10.1029/2020JC016518
  22. The Northwestern Pacific Warming Record in August 2020 Occurred Under Anthropogenic Forcing / M. Hayashi [et al.] // Geophysical Research Letters. 2021. Vol. 48, iss. 1. e2020GL090956. EDN AWGTQK. https://doi.org/10.1029/2020GL090956
  23. Ростов И. Д., Дмитриева Е. В., Жабин. И. А. Экстремальные явления морских волн тепла у восточного побережья полуострова Камчатка и в прилегающих районах в условиях современного глобального потепления // Морской гидрофизический журнал. 2025. T. 41, № 4. С. 662–679. EDN KYTEWK. https://doi.org/10.29039/2413-5577-2025-4-662-679
  24. Unprecedented Outbreak of Harmful Algae in Pacific Coastal Waters off Southeast Hokkaido, Japan, during Late Summer 2021 after Record-Breaking Marine Heatwaves / H. Kuroda [et al.] // Journal of Marin Science and Engineering. 2021. Vol. 9, iss. 12. 1335. EDN WRWWGP. https://doi.org/10.3390/jmse9121335
  25. The record-breaking 2022 long-lasting marine heatwaves in the East China Sea / H. Oh [et al.] // Environmental Research Letters. 2023. Vol. 18, iss. 6. 064015. EDN VJGGQE. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ACD267
  26. Summer Marine Heatwaves in the Kuroshio-Oyashio Extension Region / Y. Du [et al.] // Remote Sensing. 2022. Vol. 14, iss. 13. 2980. EDN ROIDXN. https://doi.org/10.3390/rs14132980
  27. Drivers and impacts of the most extreme marine heatwaves events / A. S. Gupta [et al.] // Scientific Reports. 2020. Vol. 10, iss. 1. 19359. EDN QMAMEQ. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75445-3
  28. The cause of an extreme sea surface warming in the midlatitude western North Pacific during 2012 summer / Z. Li [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2024. Vol. 11. 1471446. EDN GTEWYB. https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1471446
  29. Assessment and Projections of Marine Heatwaves in the Northwest Pacific Based on CMIP6 Models / J. Xue [et al.] // Remote Sensing. 2023. Vol. 15, iss. 12. 2957. EDN ACLIYM. https://doi.org/10.3390/rs15122957
  30. A global assessment of marine heatwaves and their drivers / N. J. Holbrook [et al.] // Nature Communications. 2019. Vol. 10, iss. 1. 2624. EDN KVMPNE. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10206-z
  31. Marine heatwaves in the western North Pacific region: Historical characteristics and future projections / W. Sun [et al.] // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2023. Vol. 200. 104161. EDN YLMNHY. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2023.104161
  32. Miyama T., Minobe S., Goto H. Marine Heatwave of Sea Surface Temperature of the Oyashio Region in Summer in 2010–2016 // Frontiers in Marine Science. 2021. Vol. 7. 576240. https://doi.org/10.3389/fmars.2020.576240
  33. Kuroda H., Yokouchi K. Interdecadal decrease in potential fishing areas for Pacific saury off the southeastern coast of Hokkaido, Japan // Fisheries Oceanography. 2017. Vol. 26, iss. 4. P. 439–454. https://doi.org/10.1111/fog.12207
  34. Nieves V., Willis J. K., Patzert W. C. Recent hiatus caused by decadal shift in Indo-Pacific heating // Science. 2015. Vol. 349, iss. 6247. P. 532–535. https://doi.org/10.1126/science.aaa4521
  35. Hotspots and drivers of compound marine heatwaves and low net primary production extremes / N. Le Grix [et al.] // Biogeosciences. 2022. Vol. 19, iss. 24. P. 5807–5835. EDN MWYFRM. https://doi.org/10.5194/bg-19-5807-2022
  36. Variations of surface marine heatwaves in the Northwest Pacific during 1993–2019 / H. Wang [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2024. Vol. 11. 323702. EDN PLIUQM. https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1323702
  37. Biological Impacts of Marine Heatwaves / K. E. Smith [et al.] // Annual Review of Marine Science. 2023. Vol. 15, iss. 1. P. 119–145. EDN ONNRPX. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-032122-121437
  38. Zhao Z., Marin M. A MATLAB toolbox to detect and analyze marine heatwaves // Journal of Open Source Software. 2019. Vol. 4, iss. 33. 1124. https://doi.org/10.21105/joss.01124
  39. Northwestern Pacific Oceanic circulation shaped by ENSO / Y.-L. Wang [et al.] // Scientific Reports. 2024. Vol. 14, iss. 1. 11684. EDN TRSMWB. https://doi.org/10.1038/s41598-024-62361-z
  40. Joh Y., Di Lorenzo E. Increasing Coupling Between NPGO and PDO Leads to Prolonged Marine Heatwaves in the Northeast Pacific // Geophysical Research Letters. 2017. Vol. 44, iss. 22. P. 11663–11671. https://doi.org/10.1002/2017GL075930

Файлы

Полный текст

JATS XML

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.