2021年世界氣象日的主題為“海洋,我們的氣候和天氣”。有關(guān)海洋溫度上升的結(jié)論對于研究和觀察世界氣候的變化意義重大。同時,還有更多海洋溫度變化的奧秘等著人們?nèi)ソ怄i。
海洋存貯著巨大的能量
提到全球變暖,大多數(shù)人想到的是大氣溫度的變化,事實上,海洋也在變暖。
“海洋儲存了全球變暖93.4%的熱量。”成里京解釋,由于其巨大的比熱容,海洋承受著更大壓力。
別小看這0.13℃。全球海洋升溫0.13℃所蓄積的熱量足夠“駭人聽聞”——這些熱量相當于每秒引爆4顆原子彈,且持續(xù)引爆60年。這直觀地說明了海洋變暖能量的大小。
成里京說,從過去的80年來看,每個10年都比上個10年更暖。最新數(shù)據(jù)表明,2020年海洋上層2000米比前一年多吸收的能量,足以同時燒開13億個1.5升的熱水壺。
從上千萬數(shù)據(jù)中尋找海洋變暖的線索
這個結(jié)論是怎么得出的?首先是測量。
成里京給記者展示了測量海洋的“探海神器”——拋棄式測溫儀(XBT)。他從半米長的黑色細長圓筒中,拿出一個形似魚雷的探測器。XBT比看上去要重很多,它的重量集中在金屬材質(zhì)的頭部,后部連接著數(shù)據(jù)傳輸線。
2017年,成里京隨著意大利國家新技術(shù)中心進行了一次地中海海洋科考。在兩天一夜的航程中,成里京所在團隊每隔半小時或1小時就要向海中投放XBT,測量從海面到水下700米深的海水溫度,每次測量持續(xù)1分鐘—2分鐘。
“XBT是上世紀使用最多的儀器,至今仍被廣泛應用。但現(xiàn)在普遍使用的是一種名為Argo的水下機器人。”成里京介紹,Argo長約1.5米、重約45千克,Argo投到海里后,可下潛至2000米深的海洋,然后再慢慢上升,逐層收集溫度、鹽度等數(shù)據(jù),等浮出水面就自動把相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)到衛(wèi)星,再傳輸給世界各地的數(shù)據(jù)中心。
Argo可在浩瀚的海中工作4年至5年,直到電量耗盡,一般能采集100條—200條剖面數(shù)據(jù)。“剖面數(shù)據(jù)就是海洋中同一地點不同深度的相關(guān)數(shù)據(jù)。”成里京感慨,“即使科技如此先進,但是2000米以下的深海對人類來說依舊是一片神秘未知的領域。”
十幾年的時間,成里京一直在上千萬的海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)中尋找線索,提出了XBT系統(tǒng)性偏差的糾正方案,以及新的空間插值技術(shù)等技術(shù)手段,并據(jù)此重新估計了1960年以來海洋上層2000米溫度的變化。
0.13℃的意義
作為地球“熱量儲存器”的海洋,其變暖對地球生態(tài)環(huán)境和人類的影響在很長一段時間內(nèi)被低估。
但海洋升溫呈現(xiàn)出的信息令人揪心:自1970年以來,幾乎確定海洋上層2000米在持續(xù)增暖。
1993年—2017年間的增暖速率至少為1969年—1993年間的兩倍,呈現(xiàn)出顯著的增強趨勢。
在20世紀90年代以后,2000米以下的深海也已觀測到了變暖信號。
基于耦合氣候模型預估,幾乎可確定海洋將在21世紀持續(xù)增暖,2018年—2100年間海洋熱含量上升幅度可能是1970年—2017年間的5倍—7倍或2倍—4倍。
“全球變暖增加的能量中,93.4%儲存在了海洋中,其余的大約2%加熱陸地,2%加熱大氣,最后的2%融化冰川、冰蓋以及海冰。”成里京解釋說,“如果我們把氣候變化比喻成大象,海洋就是大象的身子,而地表溫度的上升其實是大象的鼻子,比較靈活、變動也快,而‘底盤’其實在海洋。”
如今,海洋升溫已是不爭的事實,其危害也逐漸顯現(xiàn)。
“如果仍不加限制,到2100年全球平均海平面將上升0.84米,到2300年全球平均海平面將上升3.5米,超過一層樓的高度。而海平面上升導致的極端事件,包括咸潮、風暴潮也將明顯增多。”成里京說,“科學家的責任是指出采取或不采取相關(guān)手段可能發(fā)生的后果,為決策者提供科學依據(jù)。”
中國環(huán)境報