当海洋表面层较厚时，它可以作为极端海洋加热的缓冲——但科罗拉多大学博尔德分校的一项新研究表明，这一“混合层”每年都在变浅。混合层变薄，海洋更容易变暖。这项新工作可能解释了最近的极端海洋热浪，并指出随着全球气温继续攀升，未来更频繁和更具破坏性的海洋变暖事件。
“未来的海洋热浪将更加强烈，发生得更加频繁，”CIRES访问研究员兼该研究的主要作者Dillon Amaya说，“我们现在正在理解其机制。当混合层较薄时，海洋变暖所需的温度较低。”
混合层——温度保持一致的水层——覆盖了海洋顶部20-200米。其厚度负责热事件：越厚，该层作为缓冲层保护下方水域免受热空气影响的能力就越强。但随着这层护甲变薄，混合层对温度快速波动的敏感性增加。
“把混合层想象成煮一锅水，”Amaya说，“一英寸的水很快就会沸腾，但一锅满水加热需要更长时间。”
Amaya和他的团队结合海洋观测和模型，估计了1980年以来的混合层深度，并预测到未来。他们确定，在过去的40年里，混合层在北太平洋的某些地区变薄了近3米（9英尺）。到2100年，混合层将变薄4米（12英尺）——比今天薄30%。研究人员表示，这种薄混合层与全球变暖相结合，将为海洋温度的剧烈波动创造条件，导致更频繁和极端的加热事件。
这种情况已经在发生。以2019年东北太平洋的热浪为例。减弱的季风和较高的气温共同使太平洋海水温度升高了约3摄氏度（5.5华氏度）。作者发现，变薄的混合层很可能促成了这种暖水涌动。而且情况会变得更糟。
“如果你采用2019年发生的相同风和海洋条件，并将它们应用于2100年估计的混合层，你会得到比2019年看到的海洋热浪温暖6.5摄氏度（12华氏度）的热浪，”Amaya说，“这样的事件将绝对摧毁美国西海岸的敏感海洋生态系统。”
Amaya还指出，随着气候继续变暖，混合层继续变薄，科学家可能开始失去预测年复一年海洋表面温度的能力。如果没有准确预测海洋温度的能力，渔业和其他沿海作业可能会面临危险。其他研究也表明，未来海洋热浪将变得更加普遍，但很少有研究探索根本原因：海洋动力学和物理学。
“为了在模型中模拟这些事件并帮助预测它们，我们必须理解为什么发生的物理学，”Amaya说。