1月11日，由中国科学院大气物理研究所牵头，联合国家海洋环境预报中心、中国科学院海洋研究所、中国科学院南海海洋研究所、国家气象信息中心、国家海洋信息中心、河海大学、可持续发展大数据国际研究中心、生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心、美国国家海洋和大气管理局、法国墨卡托海洋国际机构、意大利国立地球物理与火山学研究所等全球16个研究单位的34位科学家组成的国际研究团队，在《ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES》（AAS）发布了涵盖2023整年的全球海洋环境变化研究报告，给出了五个海洋主要气候指标的变化，包括海表温度、热含量、盐度、层结、温度不均匀性。报告指出：2023年全球年平均海表温度、2000米以上海洋热含量、海洋层结、海洋温度的空间不均匀性均为有现代仪器记录以来最高一年。
图1. 海平面上升成为马尔代夫的一大威胁，而海洋变暖是海平面上升的主要推手。
由于人类活动造成的大气温室气体浓度持续增加，叠加上厄尔尼诺等事件的影响，全球海洋物理和生物地球化学环境在2023年发生了剧烈变化。2023年，海表温度（SST）和上层2000米海洋热含量（OHC）达到历史新高。2023年上层2000米海洋热含量比2022年增加了15 10Z J（1 ZJ = 10 1021）焦耳（IAP/CAS数据）、9 5 ZJ （NCEI/NOAA数据）。按照1个奥林匹克游泳池2500m3计算，15 ZJ的热量可以使23亿个奥林匹克标准游泳池从室温（20 ）加热到沸腾且完全蒸发。并且，近五年海洋连续打破 “最热”记录，成为全球海洋最热的五年。
图2. 1958-2023年全球海洋上层2000米热含量变化时间序列：上图为IAP/CAS数据、下图为NOAA/NCEI数据。
2023年1-3月是持续3年的拉尼娜事件的尾声，4月之后，厄尔尼诺事件开始发展，全球海表温度达到了有记录以来的最高水平。2023年全球平均海表温度比2022年高0.23 。相对于1981-2010年的平均状态，2023年海表温度异常从1月的0.35 C增加到9月的0.67 C，使2023年9月成为有记录以来全球海温最高的月份（图3）。
图3.根据IAP/CAS温度数据产品（1米层）分析的1955年至2023年12月全球平均海表温度变化。黑线为年均值，红色为月均值。异常值为相对于1981-2010年常年值。左上角内框为海表温度的季节变化。
其他海洋物理要素也出现了重大变化。自1958年以来，全球海洋上层2000米的盐度差（SC）指数和层结时间序列（图4）显示，在过去的半个世纪里，SC指数强劲增长，表明“咸变咸、淡变淡”的盐度空间变化持续。2023年SC指数达到7.2mg/kg，为自1958年以来的第四高水平。2023年，上层2000米海水温度的不均匀指数增大至0.093 ，也达到历史最高值，表明海洋温度空间方差的大幅增加。这主要是因为海洋温度的非均匀变化导致。
图4.1958-2023年全球海洋上层2000米盐度差指数SC（a）、层结（b）、温度空间非均匀性指数（c）变化时间序列。黑色线条为月度变化，条状色条为年变化。
海洋物理环境的显著变化严重威胁了海洋生态环境与人类可持续发展。2023年，新西兰、中国北京和河北、美国阿拉斯加、印度、意大利、日本、美国佛蒙特州、肯尼亚和东非都发生了严重的洪水。美国南部、中国、印度、欧洲南部（西班牙、葡萄牙、意大利、希腊、法国）和很多地方都经历了创纪录的热浪。受海洋变暖趋势的影响，海洋热浪等海洋极端高温事件不断增多，给海洋渔业、养殖业提出了新的挑战。此外，更热的海洋会持续降低海水中的溶解氧含量，影响海洋生态系统，进一步影响人类利用海洋渔业资源。海洋是台风、飓风等极端天气的能量来源，更暖的海洋将导致未来台风更强、降水更多，给登陆地造成经济和社会损失。海洋环境的变化已经造成了巨大的生命、财产的损失，产生了深远的社会和生态后果。
海洋变暖存在不可逆性：就算停止排放温室气体，海洋变暖也将在本世纪持续。这对气候治理产生了新的挑战，即除了需要减排以及增加新能源的使用之外，必须注重气候变化适应工作，包括加强气候监测、提供更好的预测和预警系统以防范气候灾害等。
该研究同时发布了两个国际机构的2023年数据，分别来自中国科学院大气物理研究所的IAP/CAS海洋观测格点数据，以及来自美国海洋和大气管理局国家海洋信息中心（NOAA/NCEI）的格点数据。同时发布的还有2022年全球海洋盐度和层结IAP/CAS数据。数据下载链接：http://www.ocean.iap.ac.cn/（IAP/CAS）和https://msdc.qdio.ac.cn/（CODC/CAS）以及https://www.ncei.noaa.gov/products/climate-data-records/global-ocean-heat-content（NOAA/NCEI）。
论文作者团队包括中国科学院大气物理研究所成里京（通讯作者）、朱江、郑飞、V. Gouretski、潘玉莹、谭哲韬、朱雨静、魏旺栩；美国圣-托马斯大学J. Abraham；美国大气研究中心、新西兰奥克兰大学K. Trenberth和J. Fasullo；美国宾州大学M. Mann；美国国家海洋和大气管理局国家环境信息中心团队T. Boyer、R. Locarnini、A. Mishonov、J. Reagan；中国科学院海洋研究所王凡、李元龙、张斌、任秋萍；国家海洋环境预报中心于福江、万莉颖、陈幸荣、王大奎、冯立成；河海大学宋翔洲；国家海洋信息中心刘玉龙、意大利国家新技术中心F. Reseghetti；意大利国立地球物理与火山学研究所S. Simoncelli；中国科学院南海海洋研究所陈更新；法国墨卡托海洋国际机构Karina. Schuckmann；生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心李冠城；国家气象信息中心曹丽娟；可持续发展大数据国际研究中心陆亚洋。
该研究得到了国家自然科学基金（42076202, 42122046, 42261134536）、新基石科学基金会“科学探索奖”、阿里达摩院“青橙奖”、中国科学院青年创新促进会、国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”、美国国家科学基金会（NSF）、美国国家航空航天局（NASA）项目、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）项目、广州市科协青年人才扶持项目等的支持。本文的计算得到“东方”超级计算系统的支持与帮助。
论文：Cheng, L. J., J. Abraham, K. E. Trenberth, T. Boyer, M. E. Mann, J. Zhu, F. Wang, F. J. Yu, R. Locarnini, J. Fasullo, F. Zheng, Y. L. Li, B. Zhang, L. Y. Wan, X. R. Chen, D. K. Wang, L. C. Feng, X. Z. Song, Y. L. Liu, F. Reseghetti, S. Simoncelli, V. Gouretski, G. Chen, A. Mishonov, J. Reagan, K. Von Schuckmann, Y. Y. Pan, Z. T. Tan, Y. J. Zhu, W. X. Wei, G. C. Li, Q. P. Ren, L. J. Cao, and Y. Y. Lu, 2024: New record ocean temperatures and related climate indicators in 2023, Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5.
