在過去的50年里，海洋一直在超速運(yùn)轉(zhuǎn)，以減緩全球變暖，吸收了我們大約40%的二氧化碳排放，以及超過90%的滯留在大氣中的多余熱量。
但正如近日發(fā)表在《自然通訊》上的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)的那樣，有些海洋比其他海洋工作得更努力?？茖W(xué)家們使用了一個(gè)計(jì)算全球海洋環(huán)流的模型，來準(zhǔn)確檢查在過去的 50 年中海洋變暖的具體表現(xiàn)。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，南大洋（南極海）是全球吸收熱量的主要區(qū)域。
事實(shí)上，南大洋的熱量吸收幾乎導(dǎo)致了地球海洋變暖的全部原因，從而控制了氣候變化的速度。
這種南大洋變暖及其相關(guān)影響在人類時(shí)間尺度上實(shí)際上是不可逆轉(zhuǎn)的，因?yàn)槔г诤Ｑ笊钐幍臒崃啃枰獢?shù)千年才能釋放回大氣中。
這意味著現(xiàn)在發(fā)生的變化將影響到子孫后代 —— 而且這些變化只會(huì)變得更糟，除非我們能夠阻止二氧化碳排放并實(shí)現(xiàn)凈零排放。
測量海洋溫度很重要，但很困難
海洋變暖緩解了氣候變化最嚴(yán)重的影響，但也不是沒有代價(jià)的。海平面上升是因?yàn)闊崃繉?dǎo)致水膨脹和冰融化。海洋生態(tài)系統(tǒng)正在經(jīng)歷前所未有的高溫壓力，極端天氣事件的頻率和強(qiáng)度正在發(fā)生變化。
然而，我們?nèi)匀徊恢篮Ｑ笞兣l(fā)生的確切時(shí)間、地點(diǎn)和方式。這是因?yàn)槿齻€(gè)因素。
首先，海洋表面的溫度變化和大氣層上方的溫度變化密切相關(guān)。這使得我們很難確切地知道多余的熱量是在哪里進(jìn)入海洋的。第二，我們沒有測量到所有海洋的溫度。特別是，我們?cè)谏詈?、南極洲周圍的偏遠(yuǎn)地區(qū)和海冰下的觀測非常少。最后，我們的觀測并沒有追溯到很久以前。在20世紀(jì)90年代之前，除了沿著特定的研究巡航軌道觀測之外，幾乎不存在700米以上深度的可靠數(shù)據(jù)。
科學(xué)家的建模方法
為了弄清楚海洋變暖是如何發(fā)生的，科學(xué)家們首先運(yùn)行了一個(gè)海洋模型，該模型的大氣條件永遠(yuǎn)停留在20世紀(jì)60年代，在任何重大的人為氣候變化之前。
然后，我們分別允許每個(gè)海洋盆地在時(shí)間上向前移動(dòng)并體驗(yàn)氣候變化，而所有其他盆地都被阻止體驗(yàn)20世紀(jì)60年代的氣候。研究人員還將大氣變暖的影響從表面風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的變化中分離出來，看看每個(gè)因素對(duì)觀測到的海洋變暖的影響有多大。
通過采用這種建模方法，科學(xué)家可以分離出南大洋是最重要的熱量吸收器，盡管它只覆蓋了海洋總表面積的15%左右。
事實(shí)上，僅南大洋就可以解釋幾乎所有全球海洋的熱量吸收，而太平洋和大西洋盆地則失去了所有獲得的熱量。
南大洋強(qiáng)烈變暖的一個(gè)重要生態(tài)影響是對(duì)南極磷蝦。當(dāng)海洋變暖超過它們所能承受的溫度時(shí)，磷蝦的棲息地就會(huì)收縮，它們會(huì)遷移到更南邊更冷的水域。
由于磷蝦是食物網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，這也將改變大型捕食者的分布和數(shù)量，如具有商業(yè)利益的牙魚和冰魚。它還將進(jìn)一步增加今天已經(jīng)受到威脅的企鵝和鯨魚的壓力。
那么，為什么南大洋會(huì)吸收這么多熱量呢？
這在很大程度上取決于該地區(qū)的地理結(jié)構(gòu)，強(qiáng)大的西風(fēng)圍繞著南極洲，對(duì)一個(gè)不受陸地干擾的海洋施加影響。
這意味著南大洋的風(fēng)吹過很遠(yuǎn)的地方，不斷地把大量的冷水帶到海面。
冷水被推向北方，很容易從溫暖的大氣中吸收大量熱量，然后多余的熱量被泵入南緯 45-55° 左右的一個(gè)海洋腹地（位于新西蘭塔斯馬尼亞和南美洲南部地區(qū)南部的一個(gè)緯度帶）。
溫室氣體排放導(dǎo)致的大氣變暖，以及風(fēng)驅(qū)動(dòng)的循環(huán)，對(duì)熱量進(jìn)入海洋內(nèi)部很重要，促進(jìn)了這種升溫。
當(dāng)我們把南大洋上的氣候變暖和風(fēng)的影響結(jié)合起來，而其余的海洋則受制于20世紀(jì)60年代的氣候，我們就可以解釋幾乎所有的全球海洋熱量吸收。
但是，這并不是說其他海洋盆地沒有變暖。只是它們從當(dāng)?shù)卮髿庵蝎@得的熱量不能解釋這種變暖。相反，在過去的半個(gè)世紀(jì)里，正是南大洋的大規(guī)模吸熱，導(dǎo)致了全球海洋總熱量的變化。
我們還有很多東西要學(xué)
雖然，這一發(fā)現(xiàn)為南大洋作為全球海洋變暖的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素提供了新的線索，但我們?nèi)杂泻芏鄸|西需要了解，特別是關(guān)于科學(xué)家在研究中強(qiáng)調(diào)的50年后海洋變暖的問題。
所有對(duì)未來的預(yù)測，包括最樂觀的情況，都預(yù)測未來的海洋會(huì)更加溫暖。
如果到2100年，南大洋繼續(xù)占據(jù)海洋吸熱的絕大部分，我們可能會(huì)看到它的熱含量增加，比我們今天已經(jīng)看到的多7倍。這將對(duì)全球產(chǎn)生巨大影響：包括對(duì)南大洋食物鏈的進(jìn)一步干擾，南極冰架的快速融化，以及海洋傳送帶的變化。
為了捕捉到所有這些變化，研究人員繼續(xù)并擴(kuò)大在南大洋的觀測至關(guān)重要。
最重要的新數(shù)據(jù)流之一將是可以測量更深海洋溫度的新海洋漂浮物，以及在象海豹身上安裝的小型溫度傳感器，這些傳感器為科學(xué)家提供了南極海冰下冬季海洋狀況的基本數(shù)據(jù)。
而更重要的是，要認(rèn)識(shí)到我們排放的二氧化碳越少，我們鎖定的海洋變化就越少。這將最終限制世界各地生活在海岸附近的數(shù)十億人生計(jì)的中斷。
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