2018年是海洋温度最高的一年

2019-12-29 00:00:00岩雪松
黄河黄土黄种人·水与中国 2019年3期

根据美国今年1月16日发表在《大气科学进展》上的研究报告,自人类有记录以来,2018年地球上的海洋温度比以往任何时候都要高。 海洋已经吸收了人类温室气体所捕获热量的90%以上,减缓了大气变暖的节奏,却导致了地球气候许多其他不受欢迎的变化。

海洋的温度即使是微小的变化,也会对环境产生巨大的影响。一些研究表明,温暖的海洋能够使海浪更加强烈。温暖的海水更容易触发风暴、海潮和飓风,增强飓风和台风的破坏程度。海洋温度的升高会直接伤害珊瑚的栖息环境,并影响人类的渔业生产。另一项新的研究表明,南极洲周围的冰川融化速度比20世纪80年代快6倍,部分原因是南极大陆边缘温暖的水域。

“海洋是地球最好的温度计。”美国加州大学伯克利分校的能源和气候科学家杰克·胡师夫说。另一位科学家在美国《科学》杂志上发布统计分析数据,他说:“我们真的可以从海洋记录的数据中看到全球变暖的事实。”

热量去了哪里?

早在19世纪,科学家对大气中二氧化碳浓度的增加会导致地球气温升高表示怀疑。到了20世纪60年代,科学家们开始仔细跟踪世界各地二氧化碳水平和气温升高的情况,他们的预测得到了证实。但是,大气气温上升的速度,似乎并没有模型预测的那么快,那么,多余的热量究竟去了哪里?

一些海洋专家怀疑“丢失”的热量被海洋吸收,但是,要测量海洋吸收的热量,比测量大气温度的上升要困难得多。尽管科学家的科考船在全球范围也会偶尔放置一些探测器去测量海水的温度,但是,相对于广袤的海洋水体来说,这种探测行为就像大海捞针,很难从总体上了解海洋到底吸收了多少热量。

科学家将所能够收集到的数据汇总在一起,包括商船的观测数据以及历史数据,当对所有的数据进行分析和整合以后,科学家们发现,海洋在过去实际上一直充当着气候变化的缓冲器的作用,海洋就像一个巨大的枕头,气候变化就像一个落地的石头,海洋对石头的落地起着“软着陆”的缓冲作用。

在过去的10年,一个新工具明显地促进了海洋热容量的测量,那就是3000个自动传感器,科学家将这些传感器称为“阿尔狗”浮标,这些浮标散布在世界海洋的各处,这些浮标能够定期记录海洋水体上层6500英尺(1英尺为0.3048米)以内的温度,极大地提高了科学家们用于估算海洋温度上升所需数据的质量。

借助于这些海洋测量技术方面的改进,科学家准确地计算出,大气二氧化碳渗透到海洋中的热量约占自身吸热的90%左右,最近一次评估的结果为93%。如果自1955年以来,海洋从大气二氧化碳中吸收的热量重新释放回大气中,那么大气的温度将上升超过60摄氏度。

换句话说,海洋充当着巨大的热量缓冲区的作用,保护我们不会直接感受到气候变化的所有热量。但是,这些热量并没有消失。

变暖正在加速

在2018年,整个海洋的顶部,海平面以下6500英尺的范围内,比以往任何时候都要更加温暖。即使微小的海温变化,也足以将整个海平面推高约20厘米,这仅仅是因为温暖的海水需要占据更多的空间。

但是,由于近30年来海洋气温变化比较平稳,持续变暖的累积效果,直到2018年才被人类敏锐地感受到。

美国科罗拉多州国家大气研究中心的气候科学家凯文·腾博斯说:“如果基于昨天和今天的比较,海洋温度的变化肯定微不足道,但是随着时间的推移,海洋温度变化的累积效果会增加。”大气中额外热量的汇集,能够缓慢地渗透到海洋中,“这就是我们发现,海洋温度年复一年地打破纪录的原因。”

令人更加震惊的事实是,最近美国杂志《科学》的一篇分析报告指出,在过去的几十年中,海洋温度比20世纪中期升高的速度快了近40%。

劳尔·扎纳是英国牛津大学的气候科学家,他最近对海洋日益增加的热量吸收现象进行了调查,他说,自人类工业革命以来,由于人类的温室气体排放,海洋中捕获的热能大约是人类全年使用能量的1000倍。

已经持续了几个世纪

海洋能吸收的大气热量基本上没有上限,因为海洋是巨大的。但是海洋有长久记忆,它现在吸收的热量将会被“困”在海洋系统中长达数百年甚至数千年。在今年1月份,美国《科学》杂志上发表了一项研究显示,几百年前北大西洋的一个相对较冷的时期,还有可能会在世界海洋的其他地方出现。

“因此,我们现在的决定将会对我们的未来产生深远的影响。”科德角的伍兹霍尔海洋研究所的海洋学家苏珊·维杰夫说,“深海在很长的时间内吸收热量的能力很强。但它所吸收的热量不会立刻消失。”因此,即使我们明天停止一切温室气体的排放,海洋仍将继续变暖达数个世纪,并且需要更长的时间来消耗额外的热量。

最新的研究表明,海洋吸收这些额外热量,将可能会破坏海洋的物理形态和海洋生物。温暖的海水会使含氧量降低,这可能会对生物圈造成伤害,从浮游生物到鲸鱼种群的生存都要受到影响。较温暖的海洋基温,会增加海浪发生的可能性,并且会增加海浪发生的强度。苏珊和她的同事还发现,海洋中携带热量和养分的主要海流也正在发生着变化,这些变化将需要数百年的时间才能完全显现。