气候变化:海洋何时开始变暖

a research team carry out an experiment
After 1990, the entire water column switched from cooling to warming.Image: REUTERS/Kathryn Hansen/NASA
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  • 新研究表明,20世纪大部分时间里海洋温度保持相对稳定,之后急剧上升。

  • 研究显示,1950年至1990年间,水体温度有所波动,但没有出现净升温。

  • 1990年之后,整个水体由降温转为升温。

  • 海洋变暖令人担忧,因为它可能导致环流变化、吸收碳的能力下降,并加剧更猛烈的风暴。

  • 它还可能导致海平面上升,并损害海底生物的生存环境。

新研究表明,20世纪大部分时间里海洋温度保持相对稳定,之后急剧上升。

在海洋热含量的估算中(这对评估和预测气候变化的影响至关重要),计算结果通常显示,自20世纪中叶至今,变暖速率呈逐步上升趋势。

这些新发现可能推翻既有假设,对我们对未来的预期可能产生重大影响。

“直到1990年左右才出现失衡,这比大多数估计都要晚,”加州大学圣巴巴拉分校地理系副教授、这篇新论文的合著者蒂莫西·德弗里斯(Timothy DeVries)说,《自然·通讯》(Nature Communications)。

研究显示,1950年至1990年间,水体温度有所波动,但没有出现净升温。1990年之后,整个水体由降温转为升温。

这些发现源于在海洋热含量(OHC)中纳入一个很大程度上未被充分研究的因素:深海温度。

“此前的研究没有考虑到深海,”德弗里斯实验室的研究生、这篇论文的第一作者阿伦·巴格内尔(Aaron Bagnell)说。

由于在深海(2000米以下)获取温度测量数据存在诸多困难,该区域在很大程度上未被纳入计算,数据也十分稀少。“现有的一些数据来自科考航次和自主漂流浮标,”巴格内尔说。

研究人员使用自回归人工神经网络(ARANN)和机器学习方法,将各数据点串联起来,并“得出1946年至2019年间海洋热含量从海面到海底变化的单一一致估计值”。结果显示,其趋势比以往模型推迟了数十年才出现变暖。

全球海洋热含量估算。Image: 加州大学

德弗里斯表示,全球变暖的影响之所以花了如此长的时间才传导至海洋,主要有两种可能的原因。

“一种可能是,20世纪人为变暖的强度可能比此前认为的要弱,或许是由于气溶胶污染的降温效应,”他说。另一种可能是,深海可能仍在显现很久以前气候事件的影响。

“气候信号从海面传导至深层可能需要数百年,”他说。因此,小冰期等降温事件对地表的我们而言可能已是遥远的历史,但这一事件的余波可能在深海中持续回响,直至20世纪,从而对变暖的地球起到缓冲作用。

这种延迟的降温效应在1990年结束,此后,海洋温度,据研究显示,一直在加速上升。

“滞后效应正在逐渐追上,海洋现在的变暖速度更快,”巴格内尔说。目前,大西洋和南大洋的变暖最为明显,太平洋和印度洋紧随其后。

海洋变暖在多个层面上都令人担忧,因为它可能导致环流变化、削弱海洋吸收碳的能力,并加剧更猛烈的风暴,此外还会导致海平面上升,并使海底生物的生存环境变得不适宜。

如果这一趋势持续下去,由于与过去30年之前使海洋保持低温的滞后效应相同,其影响可能持续数百年。

“海洋会记住,”德弗里斯说。

来源:加州大学圣巴巴拉分校

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