《自然》雜志在未來世界許多地方釋出永久性的海洋熱浪

2021年5月5日，《自然》雜志在推特上表示，海洋熱浪将持續存在，并伴随着氣候變化的進一步惡化，這将破壞生态系統。據預測，在下個世紀的某個時候，世界許多地方将陷入永久性的海洋熱浪。

海洋熱浪越來越嚴重：氣候變化導緻海洋熱浪變得更加頻繁和持久，而熱浪越來越熱。是以，有必要了解海洋熱浪的原因并學習如何預測它們。

海洋熱浪的影響會影響食物鍊。在2013-2016年被稱為Blob的海洋熱浪期間，太平洋西北地區的水溫上升，營養物質減少，損害了浮遊植物的生長。然後，Oncorhynchus tshawytscha的數量急劇下降，在阿拉斯加灣殺死了多達100萬隻海鳥。在過去的幾十年裡，海洋熱浪也引發了世界各地廣泛的珊瑚白化。

2013-2014年的夏天對巴西來說是一個艱難的夏天。聖保羅的嚴重幹旱破壞了農作物，引發了水資源短缺。與此同時，海洋溫度上升，葉綠素濃度（衡量生物生産力的名額）急劇下降。當研究人員分析這些資料時，他們發現幹旱和海洋變暖有一個共同的原因：高壓大氣系統在夏季的大部分時間裡主導着巴西東南部。這種持久的高壓系統與大氣障礙有關，大氣障礙是海洋和陸地熱浪最常見的驅動因素之一。大氣阻塞導緻雲層稀疏和風力相對較低。由于缺乏雲層，更多的太陽輻射可以到達海洋并溫暖它們;這些因素有助于上層海洋中熱量的積累，這可能會以增加或延長變暖時間的方式改變風向。

在2019年發表的一項研究中，研究人員發現，大西洋西南部約60%的海洋熱浪事件，包括2013 - 2014年的海洋熱浪事件，源于數千公裡外的印度洋上的高壓系統。然後，這些高壓系統通過大氣層向南美洲方向移動。然而，由于大氣障礙取決于許多因素，是以在數值模型中重建這種現象是複雜的。

這些看似不相關的區域之間存在着一種遠端關聯。研究人員發現，這個過程通常始于地球表面附近的空氣變暖和上升。印度洋上的對流進入大氣層，導緻大氣波到達南美洲并引起海洋熱浪。氣候系統的這種互相聯系使預報活動複雜化。因為研究人員不僅要對海洋的特定區域進行模組化，還要考慮正在進行的全球活動。

有時，海洋熱浪的驅動因素在于海洋本身。例如，西澳洲州的熱浪事件，當時向南流動的呂溫洋流變得越來越強大。随着洋流的增加，來自印度洋的暖水流量高于正常水準，在幾個月的熱浪中覆寫了數百公裡的海岸線。

類似的模式引發了2015 - 16年澳洲和紐西蘭之間的塔斯曼海熱浪，創下了持續時間和強度的記錄。2017年的一項研究将這一事件歸因于澳洲東部洋流的加強，為澳洲和紐西蘭海岸帶來了溫暖的熱帶水域。與大氣活動引起的熱浪事件相比，這種海洋引起的熱浪事件可以深入海洋。

這些更深層次的事件給氣候科學家帶來了獨特的挑戰。目前對海洋熱浪的了解幾乎完全局限于表層海洋，研究人員可以使用衛星儀器近乎實時地繪制溫度并跟蹤熱浪事件。但在表層海洋之下是一個複雜的洋流世界。研究人員表示，雖然可以觀察到和定義海洋表面的熱浪，但這隻是冰山一角。用于跟蹤海洋表面以下條件的觀測網絡相對較少。浮标可以在某些區域提供資料，但在某些區域資料完全丢失。了解海洋表面以下的異常變暖如何形成，持續和演變是海洋熱浪研究中最大的問題之一。由于絕大多數海洋生物生活在海洋表面以下，是以這是科學家探索的重要前沿。此外，海洋表面以下的海洋熱浪對生态系統的影響尚不完全清楚。

氣候科學家唯一可以肯定的是，氣候變化将加劇海洋熱浪。根據氣候模型，随着溫室氣體繼續釋放到大氣中，全球變暖預計将加劇海洋熱浪的各個方面。在氣候變化的背景下，極端事件預計将增加。其中一些變化已經發生。從1925年到2016年，全球海洋熱浪的天數每年增加50%以上。自1982年衛星記錄開始以來，近三分之二海洋的熱浪強度有所增加。科學家預測，這一趨勢将繼續下去。幾項研究表明，即使在中等溫度較高的情況下，幾乎所有海洋熱浪的頻率都會在未來幾年内增加，并持續更長時間。

在過去的幾十年裡，氣候變化也加劇了許多極端事件。2020年的一項研究分析了自1981年以來最具影響力的七起海洋熱浪事件，并得出結論，除了一起，其他六起熱浪事件至少部分是由人類引起的變暖引起的。研究人員将工業化前的大氣CO2含量模型與目前水準的模型進行了比較。結果表明，一些事件的強度非常高，可以完全歸因于人為的氣候變化。在工業化之前，這是不可能的。

研究人員預測，到下個世紀，大部分海洋将變暖并超過熱浪事件的溫度門檻值，導緻世界許多地方陷入永久性的海洋熱浪。如果變暖如此之大，海洋熱浪就不再是極端事件，而是正常事件。

轉載本文請注明出處和作者：中國科學院蘭州文獻資訊中心《資源環境動态監測快報》2021年第10期，薛明梅編纂。