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欧洲杯网上投注印度洋深处是天气的岁月胶囊

文章作者:互联网 上传时间:2019-10-12

太平洋深处是气候的时间胶囊

  2006年的新年异常寒冷,几乎整个北半球都遭受着极度低温的考验。来自西伯利亚的持续寒流已经在俄罗斯、乌克兰、东欧、日本夺去上千条人命,并波及我国河南陇海地区。

欧洲杯网上投注 1中国海洋大学陈显尧教授在《科学》杂志上撰文指出,21世纪以来全球气温升高的步伐之所以有所停滞,是因为大量的热量沉入了北大西洋和南大洋的深层水域。图片来源:the-art-works.deviantart.com

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  就连往常属于温暖地带的南欧、印度都发生了暴雪,导致大批人畜冻死。为什么今年这么冷?科学家们纷纷提出各种解释,在他们看来,我们的地球在温室化的同时,也面临着突然进入“冰川时代”的可能。

在8月22日出版的《科学》(Science)杂志上,中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室的陈显尧教授,与美国西雅图华盛顿大学应用数学系的董家杰教授(Ka-Kit Tung)合作,发表了一项最新的研究,指出21世纪以来全球气温升高的步伐之所以有所停滞,是因为许多热量沉入了北大西洋和南大洋的深层水域。应果壳网之邀,陈显尧教授亲笔撰文介绍了他们的研究结果。

正如画作所展示的,泰晤士河在小冰河期间经常冻结。

  美国国防部报告:未来10年气候恶劣

近十几年来,虽然温室气体排放仍在加速上升,地球气候系统仍在持续吸收热量,但是全球表面温度却呈现出增暖减缓甚至停滞的趋势。因此有人开始怀疑全球气候变暖是否已经开始减缓,还有些人质疑温室效应以及人类减少温室气体排放的必要性。

图片来源:Alamy Stock Photo

  看过美国大片《后天》的观众一定对特技画面还记忆犹新,但是这并不完全是幻想。影片《后天》的题材正是源自美国国防部的一份政府报告。2004年2月被媒体曝光的这份报告称,在2010年至2020年,全球将出现一场巨大的气候突变,会导致美洲、亚洲在内的北方地区出现干冷气候,亚洲的季风气候会减弱,间歇性地出现。

不过我们所作的研究表明,全球气候变暖的步伐并没有减缓或者停滞,只是热量在气候系统各个组成部分中的分配发生了变化。过去十几年间,深层海洋吸收热量减缓了全球表面温度上升的速度。

研究人员在日前举办的美国地球物理学会上报告称,被称为“小冰河期”的全球变冷趋势在几个世纪前结束,但它一直存在于太平洋最深处。更重要的是,这一海洋学的时间胶囊或许能帮助减弱当前由人类驱动的变暖。

  报告里描写了这样一个场景:“到2020年,欧洲沿海城市将被上升的海平面所淹没,英国气候将像西伯利亚一样寒冷干燥。”

观测表明,过去十几年间大气层顶的净热辐射通量约为0.5Wm-2。尽管这个数值有很大的不确定性,但它的符号为正是比较肯定的——也就是说,全球气候系统一直在吸收热量。根据能量平衡原理,大气层顶净热辐射通量应等于全球气候系统热含量的上升速度。由于大气和冰冻圈热含量较低,净热辐射强迫所导致的热量有90%储存在海洋,这与观测到的全球海洋热含量持续上升相一致。

海洋是一个巨大的热量储存库,吸收了约90%的人类所致气候变化产生的变暖。不过,这种热量并未均匀、迅速地渗透进海洋深处。作为被称为温盐环流的全球洋流网络的一部分,北大西洋表面的冷水“俯冲”到深处,并且在好几个世纪的时间里蜿蜒流至在很多方面可谓是地球冷藏柜的北太平洋深处。

  这份报告是美国国防部出资10万美元,委托GBN公司完成的。研究的出发点是设想全球气候变化可能导致的最坏的可能性,并提出应对之策。GBN的报告引用了两个很重要的科学依据。第一个科学依据是他们发现,在历史上每当气温逐渐升高到一定的数值,不利的天气状况可能会相对突然地增多,在这种情况下,气候很可能发生突变。

欧洲杯网上投注 3热量向北大西洋深层的输送很可能减缓了全球表面温度的上升速度。图中红色表示海洋热含量。图片来源:Kintisch, E. (2014), Is Atlantic holding Earth's missing heat?, Science, 345, 860-861

这意味着太平洋的深层海水应当能反映有着几百年历史的表层温度趋势。“从1350年到现在,这些深层海水应当是在变冷,尽管表层在变暖。”展示最新研究成果的伍兹霍尔海洋研究所物理海洋学家Jake Gebbie表示。

  GBN报告的另一个科学依据是,随着现在全球气温不断升高,格陵兰岛的冰也在不断融化,越来越多的淡水通过陆地上的河流,汇集到了北大西洋,这样北大西洋的海水盐度不断降低,盐度的降低导致海水失去了这种重力的推动,不再形成环流,使海洋的热量交换机制失效,导致热的地方更热,冷的地方更冷。

但是,这些热量储存在哪个大洋?储存在大洋的哪个深度?热量与能量传输机制又是什么?对于诸如此类的这些问题,目前科学界仍有较大争议,而这些问题与预测全球表面温度上升速度减缓将持续多久,以及未来气候变暖趋势密切相关。

一系列重建的全球表面温度模型表明,几个世纪前,全球异常寒冷。关于冰冻的泰晤士河的画作可以证明。在中世纪暖期于15世纪结束后,变冷趋势开始出现,直到人类驱动的变暖在19世纪出现。通过将历史记录的表面温度填充到海洋模型中,Gebbie和最新研究共同作者、哈佛大学气候科学家Peter Huybers得以预测这些趋势在海洋多深处显现出来。

欧洲杯网上投注,  虽然大多数科学家认为,未来10年内出现“后天”现象的可能性很小。不过有确凿证据表明,全球温盐环流正不断减弱,如果全球持续变暖,未来100年内很有可能出现“后天”。

截至目前,几乎所有的研究都认为,大气中得到的热量主要储存在太平洋深处,增强的太平洋信风和副热带环流将表面热量输送至太平洋深层(300米以深),从而减缓了海面温度的上升速度。这意味着,过去十几年间全球表面温度上升速度减缓的现象,主要发生在厄尔尼诺-拉尼娜振荡的时间尺度上,未来2-7年内发生的厄尔尼诺现象,就可能释放储存在太平洋的热量,恢复全球表面温度的上升速度。

为测试模型,他们需要来自深海的长期温度变化的证据。但超过2000米水深的记录非常稀少,并且在20世纪之前似乎是不存在的。不过,事实并非完全如此。

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而我们所作的最新研究结果显示,太平洋上层海洋(0-1500米)的热含量在过去15年间并没有显著增加,而向深层输送热量的过程主要发生在北大西洋和南大洋。

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