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研究人员正在调查这种现象的确切原因以及它可能意味着什么。 $ G* S2 G0 n" T# `
4 w7 ~0 f0 q+ O4 w' _ 过去20年里，海洋颜色变得更绿可能与浮游植物活动增加有关 % K! w" a! m0 ~0 _, q7 ]; q
在过去的20年里，超过一半的世界海洋变得更绿，这可能是由于全球变暖。今天在《自然》杂志上报道的这一发现令人惊讶，因为科学家们认为他们需要更多年份的数据才能在海洋的颜色中发现气候变化的迹象。
4 k) n# i# h& L% `$ x% u “我们正在以我们以前未见过的方式影响生态系统，”首席作者B. B. Cael说，他是英国南安普顿国家海洋学中心的海洋和气候科学家。
) w2 ^# m- }- \" y! o 海洋可以因为许多原因而改变颜色，例如当营养物从其深处涌出并喂养大量含有绿色色素叶绿素的浮游植物时。通过研究反射在海洋表面的阳光的波长，科学家可以估计有多少叶绿素，从而知道有多少生物体，如浮游植物和藻类。理论上，随着气候变化使海洋水温变暖，生物生产力应该会发生变化。 7 d/ F, g0 }+ v" a7 g' h
但是，表层水中的叶绿素量可以从年到年显著变化，这使得很难区分出任何由气候变化引起的变化和大的自然波动。科学家们认为可能需要长达40年的观察才能发现任何趋势。 2 @- F' O: x) g8 }8 V
另一个复杂因素是，许多卫星已经测量了海洋颜色的时间变化，每个卫星的测量方式略有不同，因此无法将数据合并。Cael的团队决定分析MODIS的数据，这是一种安装在NASA的Aqua卫星上的传感器，该卫星于2002年发射，至今仍在绕地球运行，远超过预期的六年寿命。研究人员寻找海洋中七种不同波长的光的趋势，而不是坚持使用用来追踪叶绿素的单一波长。“我长期以来一直认为，通过观察全色谱，我们可以做得更好，”Cael说。有了二十年的MODIS数据，科学家们能够看到海洋颜色的长期变化。他们观察到56%的世界海洋表面有显著的变化，主要在南纬40度和北纬40度之间的水域。这些热带和亚热带水域的颜色通常在一年中不会有太大变化，因为这些地区没有极端的季节变化——因此小的长期变化在这里更明显，Cael说。颜色变化的强度取决于测量的光的波长。总的来说，随着时间的推移，水域正在变得更绿。为了看看这些变化是否与气候变化有关，研究人员将观察结果与模型的结果进行了比较，该模型模拟了海洋生态系统如何应对大气中温室气体含量的增加。观察到的变化与模型中的变化相匹配。
/ m3 K) w" _' r$ j 绿色的阴影 现在，问题是什么使海洋变得更绿。Cael说，这可能不是海洋表面温度升高的直接效应，因为观察到颜色变化的地区与温度普遍上升的地区并不匹配。一种可能性是，这种转变可能与海洋中营养物质的分布方式有关。随着表面水体的升温，海洋的上层变得更加分层，使得营养物质更难上升到表面。当营养物质较少时，小型浮游植物比大型浮游植物更能生存，因此营养物质水平的变化可能导致生态系统的变化，这些变化反映在水的整体颜色的变化中。但这只是一个想法；研究人员还不能确切地说出这些变化为何发生。“我们关心颜色的原因是因为颜色可以告诉我们生态系统中正在发生什么，”Cael说。
5 T9 P2 Y' x9 F; `7 [/ l 这项发现增加了对下一次大规模监测海洋颜色任务的期待——NASA的浮游生物、气溶胶、云、海洋生态系统（PACE）卫星。计划于2024年1月发射，PACE将在比任何以前的卫星更多的波长上测量海洋颜色，这种能力被称为“超光谱”。
/ e7 m6 p5 u- {. f/ D0 a “所有这些都确实证实了我们需要像PACE这样的全球超光谱任务，”NASA戈达德太空飞行中心的海洋学家Ivona Cetinić说，她正在参与PACE项目。她说，这个航天器“应该让我们理解在未来几年中观察到的海洋生态系统结构趋势的生态学含义”。 ! G/ j5 ~& E5 P e$ V, O
原文来源 https://doi.org/10.1038/d41586-023-02262-92 l4 I$ C% h3 X2 V- n4 ^" P' \) |
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