 在过去的50年里，海洋一直在超速运转，以减缓全球变暖，吸收了我们大约40%的二氧化碳排放，以及超过90%的滞留在大气中的多余热量。
但正如近日发表在《自然通讯》上的一项新研究发现的那样，有些海洋比其他海洋工作得更努力。科学家们使用了一个计算全球海洋环流的模型，来准确检查在过去的 50 年中海洋变暖的具体表现。 科学家们发现，南大洋（南极海）是全球吸收热量的主要区域。 事实上，南大洋的热量吸收几乎导致了地球海洋变暖的全部原因，从而控制了气候变化的速度。 这种南大洋变暖及其相关影响在人类时间尺度上实际上是不可逆转的，因为困在海洋深处的热量需要数千年才能释放回大气中。 这意味着现在发生的变化将影响到子孙后代 —— 而且这些变化只会变得更糟，除非我们能够阻止二氧化碳排放并实现净零排放。 测量海洋温度很重要，但很困难 海洋变暖缓解了气候变化最严重的影响，但也不是没有代价的。海平面上升是因为热量导致水膨胀和冰融化。海洋生态系统正在经历前所未有的高温压力，极端天气事件的频率和强度正在发生变化。 然而，我们仍然不知道海洋变暖发生的确切时间、地点和方式。这是因为三个因素。 首先，海洋表面的温度变化和大气层上方的温度变化密切相关。这使得我们很难确切地知道多余的热量是在哪里进入海洋的。第二，我们没有测量到所有海洋的温度。特别是，我们在深海、南极洲周围的偏远地区和海冰下的观测非常少。最后，我们的观测并没有追溯到很久以前。在20世纪90年代之前，除了沿着特定的研究巡航轨道观测之外，几乎不存在700米以上深度的可靠数据。 科学家的建模方法 为了弄清楚海洋变暖是如何发生的，科学家们首先运行了一个海洋模型，该模型的大气条件永远停留在20世纪60年代，在任何重大的人为气候变化之前。 然后，我们分别允许每个海洋盆地在时间上向前移动并体验气候变化，而所有其他盆地都被阻止体验20世纪60年代的气候。研究人员还将大气变暖的影响从表面风力驱动的变化中分离出来，看看每个因素对观测到的海洋变暖的影响有多大。 通过采用这种建模方法，科学家可以分离出南大洋是最重要的热量吸收器，尽管它只覆盖了海洋总表面积的15%左右。 事实上，仅南大洋就可以解释几乎所有全球海洋的热量吸收，而太平洋和大西洋盆地则失去了所有获得的热量。 南大洋强烈变暖的一个重要生态影响是对南极磷虾。当海洋变暖超过它们所能承受的温度时，磷虾的栖息地就会收缩，它们会迁移到更南边更冷的水域。 由于磷虾是食物网的关键组成部分，这也将改变大型捕食者的分布和数量，如具有商业利益的牙鱼和冰鱼。它还将进一步增加今天已经受到威胁的企鹅和鲸鱼的压力。 那么，为什么南大洋会吸收这么多热量呢？ 这在很大程度上取决于该地区的地理结构，强大的西风围绕着南极洲，对一个不受陆地干扰的海洋施加影响。 这意味着南大洋的风吹过很远的地方，不断地把大量的冷水带到海面。 冷水被推向北方，很容易从温暖的大气中吸收大量热量，然后多余的热量被泵入南纬 45-55° 左右的一个海洋腹地（位于新西兰塔斯马尼亚和南美洲南部地区南部的一个纬度带）。 温室气体排放导致的大气变暖，以及风驱动的循环，对热量进入海洋内部很重要，促进了这种升温。 当我们把南大洋上的气候变暖和风的影响结合起来，而其余的海洋则受制于20世纪60年代的气候，我们就可以解释几乎所有的全球海洋热量吸收。 但是，这并不是说其他海洋盆地没有变暖。只是它们从当地大气中获得的热量不能解释这种变暖。相反，在过去的半个世纪里，正是南大洋的大规模吸热，导致了全球海洋总热量的变化。 我们还有很多东西要学 虽然，这一发现为南大洋作为全球海洋变暖的关键驱动因素提供了新的线索，但我们仍有很多东西需要了解，特别是关于科学家在研究中强调的50年后海洋变暖的问题。 所有对未来的预测，包括最乐观的情况，都预测未来的海洋会更加温暖。 如果到2100年，南大洋继续占据海洋吸热的绝大部分，我们可能会看到它的热含量增加，比我们今天已经看到的多7倍。这将对全球产生巨大影响：包括对南大洋食物链的进一步干扰，南极冰架的快速融化，以及海洋传送带的变化。 为了捕捉到所有这些变化，研究人员继续并扩大在南大洋的观测至关重要。 最重要的新数据流之一将是可以测量更深海洋温度的新海洋漂浮物，以及在象海豹身上安装的小型温度传感器，这些传感器为科学家提供了南极海冰下冬季海洋状况的基本数据。 而更重要的是，要认识到我们排放的二氧化碳越少，我们锁定的海洋变化就越少。这将最终限制世界各地生活在海岸附近的数十亿人生计的中断。 |
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