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发布时间:2021-03-24     字体大小:    小     中     大

——全球变暖增加的能量中,93.4%储存在海洋

 

信息来源:《中国环境报》  记者:文雯

 

 

成里京参与海上科考活动。受访者供图

 

“在过去的60年,0~2000米深的海洋平均温度上升了0.13℃中国科学院大气物理研究所(以下简称大气所)副研究员成里京用一句话概括了他和合作者们十几年研究得出的结论。

 

今年世界气象日的主题为“海洋,我们的气候和天气”。有关海洋温度上升的结论对于研究和观察世界气候的变化意义重大。同时,还有更多海洋温度变化的奥妙等待着人们去解锁。

 

海洋存贮着巨大的能量

 

提到全球变暖,大多数人采用的衡量标准是大气的温度,事实上,海洋也在变暖。

 

“海洋储存了全球变暖93.4%的热量。成里京解释,由于其巨大的比热容,海洋承受着更大压力。

 

别小看这0.13℃。全球海洋0.13℃升温所蓄积的热量,足够骇人听闻”——这些热量相当于每秒引爆4颗广岛原子弹,且持续引爆60年。这直观地说明了海洋变暖能量的大小。

 

成里京说,从过去的80年看,每个10年都比上个10年更暖。最新数据表明,2020年海洋上层2000米比前一年多吸收的能量,足以同时烧开13亿个1.5升的热水壶。

 

从上千万数据中寻找海洋变暖的线索

 

这个结论是怎么得出的?首先是测量。

 

成里京给记者展示了测量海洋的“探海神器”——XBT。他从半米长的黑色细长圆筒中,拿出一个形似鱼雷的探测器。XBT比看上去要重很多,重量集中在金属材质的头部,后部连接着数据传输线。

 

2017年,成里京随着意大利国家新技术中心进行了一次地中海海洋科考。在两天一夜的航程中,每隔半小时或1小时就要向海中投放抛弃式测温仪XBT,测量从海面到水下700米深的海水温度,每次测量能持续1分钟-2分钟,用完后就抛弃。

 

XBT是上世纪使用最多的仪器,至今仍有广泛应用。但现在普遍应用的是一种名为Argo的水下机器人。成里京介绍,Argo长约1.5米、重约45千克,投海后,可下潜至2000米,然后再慢慢上升,逐层收集温度、盐度等数据,等浮出水面就自动把相关数据发到卫星,再传输给世界各地的数据中心。

 

Argo浮标可在浩瀚的海中工作4-5年,直到电量耗尽,一般能采集100-200条剖面数据。剖面数据就是海洋中同一地点不同深度的相关数据。成里京感慨,即使科技如此先进,但是2000米以下的深海对人类来说依旧是一片神秘未知的领域。

 

十几年的时间,成里京一直在上千万的海洋监测数据中寻找线索,提出了XBT系统性偏差的纠正方案,以及新的空间插值技术等技术手段,并据此重新估计了1960年代以来海洋上层2000米温度的变化。

 

0.13℃的意义

 

作为地球“热量储存器”的海洋,其变暖对地球生态环境和人类的影响在很长一段时间内被低估。

 

但海洋升温呈现出的信息令人揪心:自1970年以来,几乎确定海洋上层2000米在持续增暖。

 

1993-2017年间的增暖速率至少为1969-1993年的两倍,呈现出显著的增强趋势。

 

20世纪90年代以后,2000米以下的深海也已观测到了变暖信号,尤其是在南大洋。(30OS以南)

 

基于耦合气候模型预估,几乎可确定海洋将在21世纪持续增暖,2018-2100年间海洋热含量上升幅度可能是1970-2017年间的5-7倍或2-4倍。

 

变暖导致的热膨胀效应贡献了1993年以来全球海平面上升的约 40%

 

“全球变暖增加的能量中,93.4%储存在了海洋中,其余的大约2%加热陆地,2%加热大气,最后的2%融化冰川、冰盖以及海冰。成里京解释说,如果我们把气候变化比喻成大象,海洋就是大象的身子,而地表温度的上升其实是大象的鼻子,比较灵活、变动也快,而底盘其实在海洋。

 

如今,海洋升温已是不争的事实,其危害也逐渐显现。

 

“如果仍不加限制,2100年全球平均海平面将上升0.84米,2300年将上升到3.5米,超过一层楼的高度。而海平面上升导致的极端事件,包括咸潮、风暴潮也将明显增多。成里京说,科学家的责任是指出采取或不采取相关手段可能发生的后果,为决策者提供科学依据。

 

延伸阅读

 

“零”的突破

 

◆本报记者文雯

 

十几年在海量的数据中摸索线索,无异于大海寻针。成里京觉得,即使是一个0.13℃的数据,也是中国在基础科学研究领域的一个进步,能够让中国在国际上争得一席之地,是为中国的碳减排寻求话语权的努力。

 

成立于1988年的IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)曾经在1990年、1995年、2001年、2007年和2013年,相继5次完成了评估报告,这些报告已成为国际社会认识和了解气候变化问题的主要科学依据。

 

报告所搜集和评估的来自全世界的气候数据,也成为国际上气候变化问题的最重要依据。

 

遗憾的是,这5次的评估报告中,没有一个海洋气候变化观测数据集来自中国。

 

在过去的十几年研究中,包括成里京在内的研究者所利用的海洋数据,主要是来自美国的国家海洋数据中心(National Oceanographic Data Center)或其他国际数据中心的数据。

 

2017629日,一封来自IPCC的邀请信让中国实现了的突破。接到邀请信的那一刻,成里京的激动难以言表。

 

在最新发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》(SROCC)中,成里京等中国学者构建的海洋数据集(海洋热含量变化)首次被用到IPCC报告的决策者摘要中。

 

这份历时两年的评估报告,共有全球36个国家的104位作者参与,引用了6000篇文献,收到了3万条修改意见。

 

“在最终政府评议的时候,100多个国家的代表坐在一起对报告的《决策者摘要》逐行审议,5天的时间里每天都开会到深夜,最后经过50个小时的连续工作后,才获得通过。成里京说。

 

“基础研究一定要放到全世界,放开和别人争论,有争论有质疑,才能更好地发现问题、解决问题,我觉得这是我最大的收获。”成里京说,扎实的数据会让中国在国际气候变化同行面前有理有据、挺直腰杆。

 

未来,随着中国国力和国际地位的上升,基础科学研究领域的短板需要尽快弥补。

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