本研究由Xinyi Cao、Lixin Qu、Yu Du、Xinyi Wang、Lei Zhou、Jiabao Guo、Zhendong Hu和Lei Peng等学者共同完成，主要作者来自上海交通大学海洋学院、中山大学大气科学学院以及成都信息工程大学大气科学学院。该论文以Article in Press的形式在线发表于*npj Climate and Atmospheric Science*，DOI为https://doi.org/10.1038/s41612-026-01571-w，接收日期为2026年9月28日。

本研究所属的科学领域为海洋气象学与海气相互作用，核心聚焦于海洋热极端事件与大气动力过程之间的协同效应。海岸强降水传统上主要归因于大气内部动力强迫，特别是低空急流与大气边界层急流（BLJ）的水汽输送作用；与此同时，在全球变暖背景下，海洋热浪（MHW）作为一种持续性的海洋异常增暖现象，其频率和强度正在显著增加。然而，过去的研究普遍将海洋热浪与边界层急流视为相互独立的影响因子，对二者共同发生时可能产生的非线性复合效应缺乏系统认识。由于全球海岸带常常同时处于海洋热极端与大气动力通道的交汇区，作者提出科学假说：海洋热浪与边界层急流的协同耦合可能是放大海岸降水的重要机制。为验证这一假说，研究选取南海作为代表性区域。在初夏雨季，南海频繁发育大气边界层急流，将水汽向中国南方海岸输送，并与复杂沿海地形相互作用触发暖区强降水；同时，南海也是海洋热浪的热点区域。这种动力通道与热力背景的频繁共存，使南海成为研究二者复合效应的理想天然实验室。研究旨在系统揭示海洋热浪与边界层急流共存时对海岸陆地降水的非线性放大作用，并诊断其背后的湿静力能和水汽收支机制。

研究所采用的数据包括NOAA OISST v2.1日海表温度资料、ERA5再分析资料中的低层大气动力与热力变量以及CMORPH v1.0 CDR经雨量计偏差校正的日降水资料，时间跨度为1998至2023年，空间分辨率为0.25°×0.25°，研究时段限定在4月至6月的初夏雨季。海洋热浪的识别采用Hobday等人提出的统计框架，以1993至2023年为气候基线，计算每个格点日历日的第90百分位海温阈值，当日海温连续至少5天超过该局部阈值时判定为海洋热浪事件；在复合事件分析中，“海洋热浪活跃日”定义为在边界层急流东支核心区内海洋热浪格点占比大于等于10%的日期。边界层急流的识别则依据前人对中国南方和南海低空急流的研究所建立的风廓线客观判据，要求近地面100 hPa层内最大风速超过10 m/s，且在600 hPa以下从风速最大值层向上风速至少减小3 m/s；当南海关键区域内超过18%的格点满足上述条件时，定义为一次大尺度边界层急流事件日。在此基础上，研究将每一天划分为四种互斥状态：海洋热浪与急流同时活跃的复合活跃态、仅急流活跃的纯急流态、仅海洋热浪活跃的纯热浪态以及二者均不活跃的对照组。海岸降水分析区域为中国南方陆地范围（20°N–28°N，108°E–120°E）。在物理诊断方面，研究采用950 hPa湿静力能分解方法，将湿静力能分为潜热能、内热能和位能三项，以量化水汽与温度对能量异常的相对贡献；同时利用局地水汽收支方程，将比湿局地变化分解为水平平流项、垂直平流项和残差项，以分析低层水汽输送的物理过程。

研究首先揭示了海洋热浪与边界层急流的时空共现特征。统计结果显示，在初夏雨季中，边界层急流活跃日占40.9%，其中复合活跃态占总时段的8.0%。急流与海洋热浪的发生频率均呈现次季节变化，同步在6月达到峰值，其中急流日频率在6月升至59.1%，而海洋热浪发生频率从4月的19.0%增至6月的27.2%；尽管气候态海温阈值在6月最高可达29.40°C，海洋热浪仍维持1.42–1.61°C的平均强度。对四种状态下降水异常的空间分布与区域平均值进行对比后发现，复合活跃态下海岸陆地降水出现大范围正异常，最大可达10 mm/天，而纯急流态的正异常仅为5 mm/天左右；纯热浪态和对照态在海岸区域主要表现为负异常。区域平均结果显示，复合活跃态的降水异常相对气候态增加51.9%，是纯急流态21.0%增幅的两倍以上。值得注意的是，950 hPa风场与急流强度在复合态与纯急流态之间大体相似，这表明海洋热浪主要通过热力过程贡献于降水放大，而非改变急流的水平强度。次季节分析进一步显示，复合态的放大效应在4月和5月最为显著，到6月因气候态海温已很高，海洋热浪带来的额外增温所提供的蒸发与水汽增量有限，放大效应减弱。联合分层分析表明，海岸降水响应取决于海洋热浪覆盖面积与急流覆盖面积二者的组合状态，而非各自独立强度，最强正异常约为8.9 mm/天，出现在较大海洋热浪覆盖与高急流覆盖的特定组合下；其中海洋热浪覆盖表现出非单调依赖特征，最强降水出现在中等覆盖度条件下，因为最广泛的海洋热浪往往与华南异常高压及中层下沉相关，从而抑制降水。

在机制诊断方面，研究通过比较复合活跃态与纯急流态的湿静力能差异发现，950 hPa湿静力能正异常沿急流路径向海岸延伸，其中潜热能贡献约+1700.8 m²/s²，占总湿静力能差异（+2203.7 m²/s²）的约77%；内热能贡献+551.0 m²/s²，为次要项，位能项可忽略。这一能量分解确认了异常增加的低层水汽而非单纯大气增温是驱动海岸降水增强的主要热力因子。复合态下区域海温的概率密度函数显著向30°C以上的更暖状态偏移，南海大部分海域出现超过0.8°C的正海温异常，海表蒸发速率相对气候态增强20%–30%。基于事件中心合成的过程诊断进一步显示，在急流最强时刻前后6小时，上游海洋源区维持高比湿和正的水汽收支残差，而急流提供向岸的水平水汽平流；下游陆地区域的水平平流与垂直平流均为正，表明水汽被持续输送并抬升至降水区。急流峰值时间集中在每日20–24 UTC，显示出复合事件的日变化特征。这一过程可概括为“海洋源—大气传送带—海岸终端”的连锁机制：海洋热浪增强上游海洋水汽供给，边界层急流将水汽高效向岸输送，水汽在沿岸地形强迫下发生辐合与抬升，最终促进强降水。

本研究的核心结论是：海洋热浪与大气边界层急流的共现会通过热力与动力过程的协同耦合，对南海沿岸初夏降水产生非线性放大效应。海洋热浪作为持续的热力催化剂，增强海表蒸发并提升低层大气潜热能量；边界层急流则作为动力传送带，将过剩水汽快速输送至海岸。仅依赖大气动力过程评估海岸降水响应，会在存在海洋热浪时显著低估降雨量。这一发现具有重要的科学价值，它弥补了既有研究将海洋热极端与大气动力路径割裂看待的知识空白，提出了“海洋源—大气传送带—海岸终端”的物理框架；同时具有实际的防灾减灾意义，为海岸强降水与洪涝风险的评估和预测提供了新的理论依据。随着人为增暖持续，海洋热浪的频率、强度和持续时间均将增加，复合事件发生概率可能上升，沿海人口密集地区面临的重降水风险将加剧。需要指出的是，本研究的分析未显式解析双向海气反馈过程，且复合事件的未来演变受ENSO、年代际振荡和季节内振荡等多尺度气候变率的调制，这些都有待进一步研究。

本研究的亮点在于：第一，首次系统量化了海洋热浪与大气边界层急流共现对海岸降水的非线性协同放大效应，发现复合态的降水增幅（51.9%）显著超过纯急流态（21.0%）；第二，通过湿静力能分解明确潜热能在复合态水汽与能量异常中的主导地位，揭示了海洋热浪主要通过热力催化而非改变急流强度来放大降水；第三，构建了“海洋源—大气传送带—海岸终端”的物理过程链，将海洋热异常、低层水汽输送和陆地降水响应有机串联起来；第四，利用事件中心合成与联合分层分析，证明复合效应具有状态依赖性，为理解和识别最危险的海气复合极端事件提供了新的方法视角。