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科普 | 怎樣給海洋測(cè)體溫?

發(fā)布日期:2022-04-21??來(lái)源:知識(shí)就是力量??作者:成里京??瀏覽次數(shù):1571
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核心提示:近百年來(lái),人類的社會(huì)、工業(yè)等活動(dòng)不斷消耗著儲(chǔ)存在地球內(nèi)部?jī)|萬(wàn)年的煤炭、石油、天然氣等化石燃料,釋放出大量二氧化碳等溫室氣體??諝庵性絹?lái)越多的溫室氣體就像棉被一樣蓋住了地球,使得地球不斷被“捂熱”,地球氣候系統(tǒng)的能量逐漸增加,這就是全球變暖。全球變暖增加的能量90%以上都存儲(chǔ)在海洋中,使得海水變暖、發(fā)燒。當(dāng)你發(fā)燒時(shí)量體溫可以用額頭、腋下等

近百年來(lái),人類的社會(huì)、工業(yè)等活動(dòng)不斷消耗著儲(chǔ)存在地球內(nèi)部?jī)|萬(wàn)年的煤炭、石油、天然氣等化石燃料,釋放出大量二氧化碳等溫室氣體。

空氣中越來(lái)越多的溫室氣體就像棉被一樣蓋住了地球,使得地球不斷被“捂熱”,地球氣候系統(tǒng)的能量逐漸增加,這就是全球變暖。全球變暖增加的能量90%以上都存儲(chǔ)在海洋中,使得海水變暖、發(fā)燒。當(dāng)你發(fā)燒時(shí)量體溫可以用額頭、腋下等各式體溫計(jì),那么大海發(fā)燒了我們?cè)撛趺礈y(cè)量出溫度呢?

給海洋測(cè)體溫的“探海神器”

為了測(cè)量海洋溫度,科學(xué)家們發(fā)明了各式各樣的“探海神器”。不同的儀器適用于不同的觀測(cè)條件、地理位置、觀測(cè)平臺(tái)或者測(cè)量精度。這里有大型的需使用科考船上的吊臂才能進(jìn)行觀測(cè)的CTD儀器(溫鹽深探儀)、有水下的小飛機(jī)——水下滑翔機(jī)、有非常精巧的拋棄式探溫儀XBT、還有人類裝備在海陸雙棲的哺乳動(dòng)物(如海獅等)身體上的儀器……

CTD儀器(溫鹽深探儀)

放置于哺乳動(dòng)物身上的儀器。

水下滑翔機(jī)

XBT(拋棄式探溫儀)

Argo(地轉(zhuǎn)海洋學(xué)實(shí)時(shí)觀測(cè)陣)

作者在地中海投放XBT儀器。

因?yàn)橐蕾囉诤酱腿肆Φ挠^測(cè)手段費(fèi)時(shí)、耗力,長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)界呼喚一種可以自動(dòng)進(jìn)行大規(guī)模觀測(cè)的儀器?!疤胶I衿鳌盇rgo應(yīng)運(yùn)而生:它是一種水下的自動(dòng)浮、沉的圓柱體裝置,長(zhǎng)約1.5米、重約45千克,學(xué)名叫“地轉(zhuǎn)海洋學(xué)實(shí)時(shí)觀測(cè)陣”。

Argo在海洋中的觀測(cè)流程

這種“神器”一旦下水,就不需要日常維護(hù),也不易受到人為損壞,所以可以長(zhǎng)期、自動(dòng)、實(shí)時(shí)和連續(xù)獲取大范圍、深層的海洋資料。

海洋正成為全球變暖的儲(chǔ)熱罐

在各種“探海神器”的加持下,人類對(duì)海洋的溫度探測(cè)已經(jīng)幾乎覆蓋了全球上層2000米的所有開闊海域,這為我們不斷地監(jiān)測(cè)海溫提供了基礎(chǔ)。這么多的測(cè)量數(shù)據(jù)傳回之后,怎么算出海洋平均溫度呢?這就需要進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)均一化工作。后者是把不均勻分布的海洋數(shù)據(jù)處理為規(guī)則的網(wǎng)格化數(shù)據(jù)的過程。

1958—2020年全球上層2000米海洋熱含量變化。紅色樣條表示比1981—2010年平均狀況偏暖;藍(lán)色樣條表示比這30年的狀況偏冷;黑色線為月平均海洋變化。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,海洋變暖正在加速!1986年以后海洋上層2000米變暖速率是1958—1985年間的8倍。過去的80年間,每一個(gè)10年都比上一個(gè)10年更暖。

如何讓海洋退燒

海洋發(fā)燒對(duì)我們?nèi)祟惡偷厍虻纳鷳B(tài)系統(tǒng)都已經(jīng)造成了很多負(fù)面影響,例如:海平面上升、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)更強(qiáng)、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)退化、海洋魚類種群變化等。研究也表明,海洋變暖在21世紀(jì)將持續(xù)。

過去(1958年至今)和未來(lái)(2020年—2100年)的全球0~2000米海洋熱含量變化圖。虛線為氣候模型的模擬結(jié)果,實(shí)線為中國(guó)科學(xué)院大氣物理所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(紅色:維持高溫室氣體排放;紫色:可以接近實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)。)

2015年,全球各國(guó)政府首腦同聚一堂,簽訂了《巴黎協(xié)定》,這為人類共同解決氣候變化設(shè)定了目標(biāo)?!栋屠鑵f(xié)定》目標(biāo)是:把全球氣溫上升幅度控制在工業(yè)化水平之上2℃以內(nèi),并為控制在1.5℃以內(nèi)付出努力。

民眾可以為應(yīng)對(duì)和解決氣候變化做些什么呢?首先,要養(yǎng)成節(jié)約能源的習(xí)慣:多選擇乘坐公交車、騎自行車,減少使用私家車。在穿衣等日常生活中,踐行“勤儉節(jié)約”這個(gè)理念。同時(shí),少用或者不用塑料袋。

文圖:成里京(中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所)

繪圖:駱玫

責(zé)任編輯:張鵬輝

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