近日，海洋科学学院物理海洋与数值模拟研究所在评估SEAS5 (Seasonal Forecasting System 5)对东北太平洋海洋热浪的可预测性评估研究取得新进展，相关文章《Predictability assessment of marine heatwaves in the Northeast Pacific based on SEAS5》发表于大气科学领域权威期刊《Weather and Climate Extremes》。论文第一作者为我校海洋科学（与中国科学院大学联合培养）2020级本科生刘周洪，通讯作者为教师单海霞副教授，合作者为江苏省气象服务中心高级工程师王博妮。

海洋热浪（Marine heatwaves，MHWs）对海洋生态系统与人类活动影响重大，季节性预报已成为预测MHWs的重要手段，助力海洋管理人员提前应对其不利影响。不过，由于气候数值模型在初始条件、边界条件以及参数化过程中存在误差，导致预测结果不可避免地存在不确定性，模型预测的可预测性也因此受到广泛关注。本研究使用多种评估方法评估了1994年至2021年期间东北太平洋SEAS5预测MHWs的预测性能，中西部海区在确定性和概率预测方面的表现不佳。通过设置MHWs发生的概率阈值，对SEAS5预测MHWs进行确定性评估，研究表明东北太平洋各区域的预测有效性在很大程度上取决于概率阈值（图1）。研究采用Brier Score分解评估模型多集合数据在可靠性和分辨率方面的预测技巧，结果表明东北太平洋东南部海区在这两方面表现较好（图2）。总体而言，SEAS5在预测东北太平洋海洋热浪方面展现出良好的预测技巧，但该模型对MHWs的预报技巧显著受到ENSO和季节变化的影响。

本研究关于MHWs可预测性的评估思路为后续预测系统的选择和改进提供了重要参考依据。该成果得到了基金委重大项目子课题《洋际相互作用对西北太平洋海洋热浪的影响及其机理》等课题的支持。

图1.不同截止阈值、不同预测时效的SEDI的空间分布。(a,d, g, j, m, p)的截止阈值为70%，(b, e, h, k, n, r)的截止阈值为50%，（c, f, i, l, o, r）的截止阈值为30%。预测时效：(a~c)为1个月，(d~f)为2个月，(g~i)为3个月，(j~l)为4个月，(m~o)为5个月，(p~r)为6个月。黄点表示SEDI有效。

图2.不同预测时效下BS三个组成部分的空间分布：Rel (a, d, g, j, m, p)、Res (b, e, h, k, n, r)、Unc (c, f, i, l, o, r)。预测时效：(a~c)为1个月，(d~f)为2个月，(g~i)为3个月，(j~l)为4个月，(m~o)为5个月，(p~r)为6个月。

论文信息：

Zhouhong Liu, Boni Wang & Haixia Shan. (2025). Predictability assessment of marine heatwaves in the Northeast Pacific based on SEAS5, Weather and Climate Extremes, 2025, 100773.https://doi.org/10.1016/j.wace.2025.100773.

作者简介

单海霞，海洋科学学院副教授，中国海洋学会人工智能海洋学专业委员会委员，博士毕业于兰州大学气象学专业。主要从事海气相互作用、区域海洋数值模拟、人工智能海洋学等相关研究。近年来以第一作者和通讯作者发表论文10余篇，主持国家自然基金2项，江苏省自然科学基金1项，作为项目骨干参与国家自然基金重大项目1项、科技部国家重点研发计划项目2项。