Ocean-E2E: Hybrid Physics-Based and Data-Driven Global Forecasting of Marine Heatwaves with End-to-End Neural Assimilation
Ocean-E2E 将物理约束海洋动力学、数据驱动预测和端到端神经同化结合，用于 40 天全球海洋热浪预测。该框架使观测信息能够直接影响初始分析场和后续预测轨迹，从而提升长时效海洋极端事件预测能力。
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SAIL 成果
2026
HybridOM: Hybrid Physics-Based and Data-Driven Global Ocean Modeling with Efficient Spatial Downscaling
HybridOM 将可微分物理海洋核心与神经网络校正结合，用于提升海洋模拟、业务预测和空间降尺度能力。该框架将物理模式与 AI 组件视为耦合的可训练系统，而不是简单后处理流程，有助于同时改善预测稳定性与物理一致性。
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Polar processes set Arctic marine heatwaves apart
这篇邀约 Perspective 系统综述了北极海洋热浪区别于中低纬事件的极地过程。文章讨论了海冰、层化、海气耦合和北极生态系统敏感性的作用，总结了事件识别、基准期设定和影响评估中的关键方法问题。
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Multidecadal Atlantic “warming hole” heat content variations are caused by ocean heat transport, not by surface fluxes
该研究分析了副极地北大西洋 warming hole 热含量变率的控制机制。结果表明，该区域年代际海洋热含量变化主要受海洋热输送控制，而非局地表面热通量，强调了大尺度海洋环流在区域气候异常中的关键作用。
Increased Arctic Sea-Ice Variability Is Associated With Amplified Air-Sea Heat Fluxes
基于 1979—2024 年多源观测和再分析数据，该研究识别出 2007 年后北极边缘冰区日尺度海冰变率显著增强，并伴随季节性海气热交换增强。研究指出，海冰变率与海气热通量之间存在正反馈关系。
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Eddy-resolving simulations reveal amplified marine cold spells in the Southern Ocean under greenhouse warming
该研究利用解析涡旋的气候模拟考察温室气体增暖背景下南大洋海洋冷事件的未来变化。结果表明，即使平均海洋温度升高，中尺度涡动力仍可能放大冷事件强度和频率，凸显解析小尺度海洋过程的重要性。
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NeuralOM: Neural Ocean Model for Subseasonal-to-Seasonal Simulation
NeuralOM 结合渐进残差校正和物理约束图网络，用于抑制累计误差并显式刻画多尺度水动力耦合。在全球次季节海洋模拟中，该方法降低了 60 天 RMSE，并改善了极端事件再现能力。
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Advanced forecasts of global extreme marine heatwaves through a physics-guided data-driven approach
该研究发展了面向全球极端海洋热浪 10 天预测的物理约束深度学习框架。模型通过耦合器模块引入大气强迫，并利用概率数据增强提升稀有极端事件预测能力；可解释 AI 结果显示，关键大气过程对预测具有重要贡献。
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The changing nature of future Arctic marine heatwaves and its potential impacts on the ecosystem
该研究利用高分辨率气候模拟分析全球变暖背景下北极海洋热浪的未来演变。结果显示，随着海冰退缩，北极海洋热浪强度可能出现数量级增长，在低海冰区域具有显著年际变率，并可能对北极生态系统产生深远影响。
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Impact of Downwelling-Favorable Winds on Eddy Formation in the West Greenland Current
该研究结合超高分辨率 LAB60 模拟和理想化 MITgcm 实验，表明有利于下沉流的风会增加可用位能并强化锋生过程。锋生主导而非对称不稳定，进而增强涡旋生成和跨陆架淡水交换。
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Advanced long-term earth system forecasting by learning the small-scale nature
该工作提出 TritonCast 嵌套框架，用于减弱长时效 AI 预测中的谱偏差。潜在动力核心维持大尺度稳定性，外层模块解析细尺度结构并抑制跨尺度误差增长，从而支持多年尺度的大气和地球系统预测。
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Cracking the Code of Arctic Sea Ice: Why Models Fail to Predict Its Retreat?
该工作指出，低分辨率模式由于忽略涡旋—浮冰相互作用、极地气旋、大气河和波浪诱导融化等小尺度过程，可能系统性低估北极海冰退缩。研究强调高分辨率配置和机器学习参数化在改进海冰预测中的潜力。
查看论文Underestimated future Arctic Ocean warming due to unresolved marine heatwaves
该预印本分析了未解析海洋热浪如何导致未来北冰洋增暖被低估。研究认为，粗分辨率模式难以解析海洋热浪及其相关海冰融化反馈，而解析涡旋的模拟会产生更强的海洋热浪—融冰正反馈。
查看论文Feedback loop between Arctic sea-ice decline and eddy dynamics: Lessons from an ultra-high resolution climate model
2 km 解析涡旋耦合模式揭示了一种自增强反馈：海冰退缩提高淡水含量和斜压性，增强涡旋活动和底部热量供给，从而进一步加速融冰。研究表明，传统粗分辨率模式可能低估未来北极海冰损失。
查看论文An Abrupt Shift in the Arctic Ocean Warming due to Increased Extremes
基于观测的分析识别出 2007 年北极增暖的突变转折，并将其与海洋热浪快速增长联系起来。研究认为，增强的海洋热浪—冰反照率反馈加速了北极放大，并提示持续变暖下的临界风险正在增加。
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Atlantic Meridional Overturning Circulation Decline: Tipping Small Scales under Global Warming
该研究基于高分辨率耦合气候模式诊断全球变暖下 AMOC 的跨尺度变化。虽然盆地尺度 AMOC 持续减弱，但细化网格解析后，副极地北大西洋出现局地 AMOC 增强，说明小尺度动力过程会改变对大尺度环流变化的判断。
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A plausible emergence of new convection sites in the Arctic Ocean in a warming climate
这篇 Perspective 提出，在海冰持续损失背景下，北冰洋内部可能出现新的深对流区。海冰减少会增强海气相互作用、冷却并盐化表层水、削弱盐跃层，并促进与暖大西洋入流水体的垂向交换。
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Variability of Eddy Formation off the West Greenland Coast from a 1/60° Model
基于 1/60° 高分辨率模拟，该研究分析了西格陵兰陆架坡折附近涡旋生成的时空变率。研究揭示了正压和斜压不稳定的三段式格局如何控制 Irminger Rings 与沿岸涡旋演变。
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Winter Mixed Layer Restratification Induced by Vertical Eddy Buoyancy Flux in the Labrador Sea
该研究利用 1/60° 高分辨率海洋模式量化垂向涡旋浮力通量对拉布拉多海冬季层结和深对流的影响。结果表明，VEBF 可抵消近一半表面浮力损失并抑制深对流发展，凸显改进涡旋参数化的必要性。
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The Changing Behavior of the West Greenland Current System in a Very High-Resolution Model
该研究利用 1/60° 数值模式揭示 2008—2018 年西格陵兰沿岸流和西格陵兰流的年际变率。结果显示，来自格陵兰和北极融水的大部分淡水沿边界流系统向北输送，而非直接交换进入内海。
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Seasonal Cycle of the Coastal West Greenland Current System Between Cape Farewell and Cape Desolation From a Very High-Resolution Numerical Model
该研究利用 1/60° 数值模式揭示 Cape Farewell 至 Cape Desolation 之间西格陵兰流系统的季节循环。研究识别出清晰的陆架坡折西格陵兰沿岸流，其在冬季并入主西格陵兰流急流，在夏季分离，为理解格陵兰西侧边界流季节性提供了依据。
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