全球变暖改变海洋结构：海洋表层10年加深5米，储热碳汇功能削弱

3 | r$ z' L; V3 p- @$ A

科学前沿观天下 笃学明理洞寰宇

7 ~7 f3 p. }$ Q3 u+ W8 m# I

海洋是地球上巨大的储热体，洋流形成的热能传输带对气候变化起到缓冲作用，而且海洋在与大气的水循环、碳循环以及氮循环中一直扮演着稳定的重要角色。然而，最新发表在《Nature》上的研究显示，气候变化已经改变了海洋的稳定性，破坏了其作为全球恒温器的作用，并对海洋生物造成了严重影响。

研究人员按照地表水与深海水"分离"的方式，对1970年至2018年间获得的全球海洋温度和盐度观测数据进行分析，发现气候变化已经严重破坏了海洋混合过程。海表水温暖，随着海水深度增加温度会呈下降趋势，而气候变化加剧了海表水和深水的这种温差。全球变暖导致大量冰川融化，融化的淡水汇入海洋，降低了上层海水的盐度，进一步降低了其密度。通过对比历年海水密度，发现全球范围内分隔海洋表层和深层的屏障层正在以更快的速度加强。

' ^" l0 t7 P7 ~$ o# Y5 w% Y

海洋各层之间的温度和密度差异越来越大，就像水面漂浮着一层油一样，使得与大气层接触的海表水与下层海洋的混合效率降低，导致氧气、热量和碳都无法渗透到海洋深处，从而干扰了海水的储热功能和碳汇功能。

* w6 W: B5 t% G2 [+ U H

研究发现，在过去半个世纪里，由于气候变化而增强的季风使海洋表层每10年加深5-10米，与预期完全相反。大量的海洋动物生活在海洋表层，依赖于浮游植物生存。随着季风的增加，浮游植物被翻搅到海洋深处，而海洋深处缺乏植物生长所需的光线，导致浮游植物死亡，更广泛的食物网被破坏。

* t* I6 T% A& R% y9 ]* H

研究人员表示，尽管科学家们已经意识到海洋底层结构发生的这些根本性变化，但没有预料到的是这种变化以六倍的速度进行着。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）的数据，海洋吸收了大约四分之一的温室气体和90％以上的温室气体产生的热量，在缓解气候变化的影响中发挥着至关重要的作用。而海洋结构的变化导致海洋吸收热量和二氧化碳的功能减弱，从而减弱了在缓冲气候变化方面的作用。

$ r5 b/ z0 A; X3 {6 R2 ?

" V; `8 b+ t5 t! l+ i5 u4 y

近年来，越来越多的科学家意识到全球变暖对海洋带来的潜在影响。2019年，发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究指出，按质量比计，本世纪末海洋中五分之一的生物将灭绝。2020年9月发表于《自然气候变化》（Nature Climate Change）的一项研究指出，从1960年到2018年近60年以来，全球海洋分层增加了5.3％，海洋表面变暖可能引起更强烈的飓风。2021年2月，《自然地球科学》（Nature Geoscience）的研究显示，当前大西洋子午翻转环流（AMOC）是近千年来最弱的，这个巨大载热洋流的减弱影响了整个欧洲天气和美国海平面。大量降水和格陵兰冰盖的融化增加了海洋表层的淡水，扰乱了温暖高盐的海表水从赤道向北输送、低盐深水送回南方的正常循环。越来越多的研究者在打破沉默，为地球未来和人类福祉发出警示，避免人类走向灾难性的未来！

参考文献: 1. Summertime increases in upper-ocean stratification and mixed-layer depth, Nature, 2021, volume 591, pages592–598.

2. Global ensemble projections reveal trophic amplification of ocean biomass declines with climate change, PNAS, 2019, 116 (26), p12907-12912.

3. Increasing ocean stratification over the past half-century, Nature Climate Change, 2020, Vol.10, p1116–1123.

4. Current Atlantic Meridional Overturning Circulation weakest in last millennium, 2021, Nature Geoscience, Vol.14, p118–120.

1 m/ l K& K8 J

责编：朱张航宇

+ N3 m* ^9 C& V3 i7 a# {, X, ^* q / U) g. A% W# U5 h: Y9 u