海洋變暖加速 全球極端天氣氣候事件加劇

2020-11-23 中國氣象局

　　本期嘉賓：中國科學院大氣物理研究所副研究員 成裡京

　　本期觀點：海洋變暖引發一系列嚴重後果，包括極端天氣氣候事件加劇、海平面上升、海洋酸化和溶解氧下降、珊瑚白化等。

　　採訪人：中國氣象報記者 吳鵬
　　在遙遠的太平洋，一群金槍魚正在暢遊，對即將到來的危險卻渾然不知——它們正在接近一個「死亡地帶」。
　　這個「死亡地帶」就是海洋缺氧區。有研究發現，在過去50年中海洋氧氣水平下降了2％。如果繼續不加控制，到2100年氧氣含量可能減少7％，這將對海洋生物的生存構成極大威脅。
　　那麼海洋中的氧氣含量為何會減少呢？原因就在於海洋變暖。事實上，溶解氧下降只是海洋變暖造成的諸多後果之一，更加可怕的事情還在後面。
　　海洋正在經歷什麼？
　　海洋，就好像是一個龐大的「能量存儲池」。人類活動不斷將二氧化碳等溫室氣體排放到大氣中，這些溫室氣體產生的溫室效應導致地球系統的能量不斷增加，而這些增加的能量不斷積聚在海洋中，致使海洋熱含量不斷上升。據統計，溫室氣體產生的熱量90%以上都被海洋吸收了。
　　由中國科學院大氣物理研究所研製，同時聯合美國聖-託馬斯大學、美國國家大氣研究中心、中國科學院海洋研究所等單位共同發布的2018年海洋熱含量數據顯示，2018年海洋升溫又創新高，成為有現代海洋觀測記錄以來海洋最暖的一年。具體來講，2018年全球海洋上層2000米熱含量較1981-2010年的平均值高出19.67×1022焦耳，比歷史第二高的2017年高出0.91×1022焦耳——相當於中國2017年全年發電量的388倍左右，是廣島原子彈爆炸釋放出能量的1億倍，也就是相當於1億顆原子彈的能量。　　
　　海洋到底變暖了多少？
　　既然海洋吸收了如此巨大的能量，那麼變暖就無可避免。但接下來科學家卻面臨一個嚴峻的問題：海洋到底變暖了多少？
　　不幸的是，由於過去海洋觀測數據質量和數量的不足，國際上幾個主要機構作出的海洋變暖估算各不相同。2013年政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布的第五次評估報告列出的5個1971年至2010年間海洋熱含量變化趨勢估算中，最小的估計值竟然只有最大估計值的一半！這嚴重限制了人們對全球變暖的科學認知。「海洋面積異常廣闊，平均深度達4000米，人類目前的觀測手段僅僅集中在上層2000米。在2005年Argo浮標觀測網建成之前，在南半球以及全球700米以下深海的觀測都較為稀少。」成裡京說。
　　通過多年研究，成裡京所在的中科院大氣所團隊解決了歷史海洋熱含量估計中的一系列問題，於2017年提出了一個新的海洋上層2000米熱含量估計，最後估算的結果得到了學界的廣泛認可。「學術界在對海洋到底暖化了多少這個問題上正在逐步達成共識。我們最近在
　　《科學》雜誌上發表的文章——《海洋變暖的速度有多快？》給出了迄今為止最準確的歷史海洋變暖估算。另外，最新觀測得到的過去幾十年海洋變暖數據和氣候模型模擬出的結果非常一致，這使得我們對模型得出的結果有了很大的信心。」
　　估算結果顯示，1971年至2010年間全球海洋上層2000米變暖速度為0.36至0.39瓦特每平方米，且變暖速率在上世紀90年代後顯著增加。此外，新的估算均顯示出更快的全球海洋變暖速度。　　
　　積蓄的能量會在何處爆發？
　　不在沉默中爆發，就在沉默中滅亡。對於能量而言，它不會消亡，只會以溫和或劇烈的方式從一種形式轉變成另一種形式。海洋吸收了如此巨大的能量後，不可避免地會將這部分能量通過各種途徑釋放出來，而這個過程伴隨著一系列可怕的後果，因為海洋中蓄養著一些恐怖的「怪獸」。
　　這些「怪獸」就是颱風、颶風等極端天氣。從能量的角度看，颱風和颶風是劇烈的能量釋放形式，通過這種方式局地或區域的能量可以快速達到平衡。這就好像是地球內部積蓄已久的能量需要通過火山爆發等形式尋找薄弱的突破口釋放出來一樣，颱風和颶風也是海洋能量蓄積到一定程度後的釋放窗口。而人類活動排放的二氧化碳等溫室氣體不斷被海洋吸收，這就如同在餵養這些「怪獸」，其生長速度當然也就驚人的快！
　　「更熱的大氣和海洋會使得颱風等極端天氣氣候事件變得更加頻發，且強度更大。因為颱風的主要能量來源就是海洋，更熱的海洋可以提供更多的能量給颱風，從而導致其變得越來越強。」成裡京說。
　　更嚴重的是，海洋變暖會引發一系列的連鎖反應。海水溫度升高產生的熱膨脹效應導致海平面不斷上升。據估算，海洋變暖導致全球海平面較1981-2010年的平均值上升了29.5 毫米，這是有史以來觀測到的增長量最大的一次，給沿海、低洼和小島嶼地區帶來越來越大的氣候風險。海洋變暖還導致冰架融化，冰水流入海洋同樣致使海平面上升。此外，由於海洋變暖和酸化，以大堡礁為代表的海洋珊瑚礁系統已經連續三年經歷了大規模白化事件。根據IPCC發布的《全球1.5℃增暖特別報告》，如果全球變暖持續，那麼到本世紀末99%以上的珊瑚礁系統將白化消亡。
　　「因此，我們必須在未來幾個世紀中都做好海洋持續升溫、海平面持續上升的準備。近些年，科學家們都呼籲建立深海觀測網，包括我國在內的很多國家都計劃或者正在構建深海觀測網。目前覆蓋海洋上層2000米的Argo觀測網正在向深海擴展，希望未來一些年能建立起深海的Argo觀測網。」成裡京說。

（來源：《中國氣象報》2019年2月15日三版 責任編輯：王美麗）
　　

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