2023-03-09 16:11

海洋对气候的重要性不亚于大气

对于旱地物种智人来说,关于气候及其如何变化的讨论往往围绕着大气中正在发生的事情。这是一种危险的狭隘态度,因为大气层只是地球固体表面上循环的两种流体系统之一。另一个,海洋,在很多方面都是两者中更为重要的。

正是海洋环流通过重新分配热量,将热带和极地之间的温差限制在30°C左右。如果只有大气负责热量的移动,这一差异将更接近110°C。而且,当涉及到人为全球变暖时,如果没有海洋的缓冲作用,问题将会严重得多。

海洋不仅吸收了原本会留在空气中的热量,还吸收了人类活动排放的三分之一的二氧化碳。尽管这会使海水酸性更强(或者严格地说,碱性更弱),这可能会伤害一些海洋物种,但其中所涉及的大部分二氧化碳最终会进入深渊,在那里它不会造成温室效应,而且很可能会在那里停留许多世纪。

因此,与大气环流相比,人类对海洋环流的认识不足是可悲的。佐治亚理工学院的苏珊•洛奇尔(Susan Lozier)也曾在美国地球物理学会(American Geophysical Union)去年担任主席,她在美国科学促进会(AAAS)会议上对这一问题发表了精彩的哀叹。

海洋学家在20世纪下半叶发现,该系统的引擎室在北大西洋。在这里,在一个被称为大西洋经向翻转环流(AMOC)的过程中,从热带地区向上移动的水冷却,从而增加密度,直到它变得非常重,开始下沉,从更远的南方吸引更多的水上来取代它。在下降了3公里后,它自己向南前进。

尽管其他地方也有类似的海洋翻转现象,但其中90%发生在北大西洋。正是北大西洋的倾覆驱动了通常被描述为横跨行星的连通洋流传送带。

至少,这是传统的想法。但是Lozier博士认为这是一个糟糕的类比。传送带传递的是平稳而线性的进程。然而,这条腰带到处乱转,使得发现正在发生的事情变得更加困难。

平稳运动的皮带只需要偶尔检查一下,看看它的速度是否有变化。因此,2005年,《自然》杂志的一篇论文报道称,根据1957年以来进行的五次相关船载调查,1992年至2004年间,AMOC的数量下降了30%,这引起了人们的严重关注。如果这样的下降继续下去,它将通过改变地球的热量分布来改变天气模式,特别是在欧洲。它还将降低二氧化碳被带入深海的速度。

然而,2004年恰好是观测进展的转折点,因为这一年开始部署了一套记录仪器,即现在所知的RAPID AMOC。它们监测了北回归线以北几度的大西洋,《自然》杂志论文中报道的调查就是在这个地区进行的。RAPID AMOC于2014年加入了北极对应的OSNAP,即亚极地北大西洋颠覆计划。

研究的结果是发现,颠覆的速度可以变化,显然是随机的,在一年的时间里多达六倍。《自然》杂志论文中描述的下降是一个贫乏数据集的人为产物。

OSNAP的另一个发现是,北大西洋发生翻转的细节并不像模型预测的那样。事实证明,大多数的营业额发生在大洋的东岸,而不是之前认为的西岸。尽管这在气候变化的大计划中可能无关紧要,但这进一步证明了人们对海上发生的事情知之甚少。

OSNAP的下一步是将研究范围扩大到二氧化碳吸收。更系统的研究也在海洋的其他部分展开,因为陆生的人类终于开始适当地注意到这个星球表面迄今为止被忽视的71%,他们很高兴地称之为“地球”,但实际上,更合适的称呼可能是“海洋”。