最新研究:全球海洋咸淡差異加劇 水循環加速

文章來源:中新網
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發布時間:2020-09-11 10:43:57
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最新研究:全球海洋咸淡差異加劇水循環加速
    地球系統水循環平均態示意圖(圖自NASA),紅色箭頭示意水循環在加速。中科院大氣所研究團隊 供圖

  澳門月刊新聞通訊社北京9月11日電 (記者 孫自法)“海水是咸的”雖是眾所周知,但全球海洋鹽度長期空間如何變化需要科學家持續監測研究。由中國科學家聯合瑞士、美國同行最新合作完成的海洋鹽度數據結果顯示,海洋咸、淡差異加劇,全球水循環加速。

  這一氣候變化和海洋生態領域重要科研進展的研究論文,近日已在國際專業學術期刊《氣候雜志》(Journal of Climate)發表。該研究構建出一套更為準確的、大于60年的長時間序列全球海洋鹽度格點數據,進一步證實海洋“咸變咸、淡變淡”的鹽度長期空間變化格局,并首次給出海洋0-2000米深度的平均鹽度變化趨勢,提出一個新的過去半世紀全球水循環變化估計。

新的鹽度數據和國際已有數據的對比示例。新數據(黑色)顯示出非常好的時間連續性,消除了大部分數據中存在的虛假“鹽度漂移”。中科院大氣所研究團隊 供圖
新的鹽度數據和國際已有數據的對比示例。新數據(黑色)顯示出非常好的時間連續性,消除了大部分數據中存在的虛假“鹽度漂移”。中科院大氣所研究團隊 供圖

  海洋鹽度可估算水循環變化

  論文第一作者兼通訊作者、中國科學院大氣物理研究所成里京副研究員介紹說,水循環是聯系地球各圈層和各種水體的“紐帶”,是地球各圈層之間能量轉移的重要通道和氣候系統的核心過程之一,水循環的變化對人類社會經濟生活有關鍵影響。

  海洋鹽度是水循環的一個指針,可用來估算水循環的變化。中科院大氣所團隊采用自主研發的格點化技術,構建出一套新的1960年至今的覆蓋全球海洋0-2000米深度的鹽度格點數據,并在國際上首次利用2005年之后具有近全球覆蓋的數據,對重構的鹽度數據準確性進行系統性驗證。

全球海洋鹽度變化的空間結構:上圖為上層2000米鹽度的氣候平均態;中圖為上層2000米鹽度的變化線性趨勢(1960-2018年);下圖為各個海盆緯向平均從0到2000米的鹽度變化趨勢。中科院大氣所研究團隊 供圖
全球海洋鹽度變化的空間結構:上圖為上層2000米鹽度的氣候平均態;中圖為上層2000米鹽度的變化線性趨勢(1960-2018年);下圖為各個海盆緯向平均從0到2000米的鹽度變化趨勢。中科院大氣所研究團隊 供圖

  水循環變化驅動海洋咸淡差異

  成里京指出,新數據表明,過去60年,鹽度相對較低的太平洋在進一步變淡,淡化最明顯的海域為中國臨近的西北太平洋以及澳大利亞以東海域;相反,鹽度相對較高的大西洋中低緯度區域顯著變咸,而大西洋極地區域顯著變淡,主要由于冰蓋和海冰融化引起的淡水注入海洋導致;在印度洋,鹽度表現出南北相反的變化??傮w而言,自1960年以來,全球海洋上層2000米“高-低”鹽度差異已增大1.6%,而海表鹽度差異已增加7.5%。

  他認為,海洋“咸變咸、淡變淡”的鹽度變化主要由全球水循環“干變干、濕變濕”的變化驅動,根據最新研究利用新的鹽度格點數據推算,自1960年以來的全球水循環變化——全球“干變干,濕變濕”水循環格局已經加劇(即全球平均氣溫每上升1攝氏度,水循環加劇2-4%)。而通過與氣候模式模擬結果結合發現,人類活動是造成海洋鹽度格局變化加速的主要原因,這反映了人類活動對海洋環境的另一項“改造”。

1960-2017年0-2000米“鹽度差指數”的時間序列,背景圖為積云和降水(圖片: 王習麟)。中科院大氣所研究團隊 供圖
1960-2017年0-2000米“鹽度差指數”的時間序列,背景圖為積云和降水(圖片: 王習麟)。中科院大氣所研究團隊 供圖

  成果估算預警干旱、降水加劇

  成里京表示,基于最新研究成果估算,如果本世紀全球氣溫比工業革命前升高2攝氏度(《巴黎協定》目標的上限),全球水循環將至少加強4-8%,這意味著更為劇烈的蒸發(特別是在已經較為干旱的區域)和更為強烈的降水(特別是在降水已經較多的地區)。

  其中,蒸發更為劇烈意味著干旱的地方將變得更為干旱,也容易帶來野火,直接威脅農業生產和糧食安全,影響人民生命和財產安全;更為劇烈的降水則更容易造成更大的暴雨、洪澇等氣象災害。同時,臺風天氣下降水強度將加大,未來沿海、小島和低洼地區將會面臨更嚴峻的防護壓力。

  成里京透露,科學家合作完成并發布的最新鹽度數據(IAP-Salinity)除應用于全球水循環研究外,鹽度變化對大洋環流、海洋生物地球化學過程有重要影響,包括:極地鹽度變化會改變海水密度,對大西洋經圈翻轉環流有關鍵調制作用,進而影響全球天氣和氣候;鹽度變化會改變局地海水密度,影響海洋的層結穩定性,進而調節海洋垂向能量、物質、碳交換強度,影響海洋生態系統和漁業資源。(完)

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