海洋异常炎热。科学家正在试图找出原因

目前海洋温度极高。自去年 4 月以来,全球平均海洋温度连续 15 个月创下历史新高。

这对多个方面来说都是坏消息。异常高温的海水有助于形成危险的飓风,比如预计本周将在大西洋迅速增强的飓风埃内斯托,以及 飓风黛比上周,美国东海岸遭遇了强降雨。当水温过高时,鱼类和其他海洋生物也难以生存。例如, 佛罗里达州气温过高,威胁珊瑚礁

那么,为什么海洋现在这么热?

首先,我们先来了解一下:气候变化是罪魁祸首。人类继续燃烧化石燃料,向大气中释放吸热气体,而这些多余的热量大部分被海洋吸收。几十年来,海洋温度一直在稳步上升。

周期性气候模式厄尔尼诺现象也是部分原因。当厄尔尼诺现象发生时,太平洋部分地区的水温会升高,这通常意味着地球整体温度会略高。2023 年和 2024 年上半年,厄尔尼诺现象发生,导致全球平均气温上升,包括海洋温度。

德克萨斯农工大学气候科学家安德鲁·德斯勒说:“显然,全球变暖和厄尔尼诺现象是两个主要因素。”但确定性也仅限于此,因为海洋温度甚至比科学家根据这两个趋势所预测的还要高。

“想象一下,房子被盗了,你有两名嫌疑人行窃的视频。问题是:还有其他人在帮助他们吗?”德斯勒解释道。

似乎还有另一个嫌疑人。在过去的 18 个月左右,关于可能是什么的几个主要理论已经出现。验证这些理论对科学家来说是一项缓慢而费力的工作,但经过数月的数据统计,一些早期答案正在浮现。

嫌疑人一:船舶污染可能是原因之一

去年海水温度开始飙升的一个原因是船舶停止向空气中排放大量污染物。

2020年, 新的国际航运法规 生效的法案要求船舶使用稍微清洁一些的燃料。新燃料仍然会释放二氧化碳等导致全球变暖的气体,但向空气中排放的污染物要少得多。

这对人类和其他动物的整体健康来说是个好消息——空气污染,尤其是肮脏的船舶燃料释放的含硫量高的污染物,会导致严重疾病。“这可以挽救生命,”太平洋西北国家实验室的空气污染和气候变化专家斯蒂芬·史密斯说。

但所有这些污染也反射了部分太阳热量,因为硫有助于云的形成,而那些明亮的白云会反射阳光。当船舶污染产生的多余硫消失后,科学家们想知道海洋是否会吸收更多的太阳热量。

弄清楚海洋上空的清洁空气对海洋温度的影响有多大是出奇的困难。这是因为关于空气污染物如何影响云层(进而反射阳光)仍有许多未解问题。“这是一个复杂的系统,需要一些时间才能理清,但人们正在努力做到这一点,”史密斯说。

该领域最前沿的研究确实表明,随着船舶硫污染的减少,世界某些地区的海洋温度可能略有上升。一项研究表明,在 2020 年以来船舶污染显著减少的主要航道上,所谓的船迹(在硫污染的帮助下形成的长而薄的云,看起来有点像飞机尾迹)减少了。 本周发表的新研究

研究发现,如果没有这些反射船迹的云,太阳能量确实会更多地到达海洋表面,并被吸收。“这可能是过去几年气温升高的原因之一,”太平洋西北国家实验室的气候科学家、即将发表的研究报告的作者之一安德鲁·盖特曼说。

好消息是,减少危险空气污染带来的这种变暖并不是由人类释放新的额外温室气体造成的。人类已经造成了这种变暖,但并没有感觉到,因为空气污染在保护我们。


2022 年发生了洪加汤加-洪加哈阿派火山喷发。一座海底火山向大气中排放了硫磺、灰烬和水蒸气。

嫌疑人 2:2022 年的大规模火山喷发可能并未导致海洋进一步变暖

去年,当海洋温度开始让科学家们感到惊讶时,其中一种理论是 2022 年大规模火山喷发 可能要负部分责任。

洪加汤加-洪加哈阿帕伊火山喷发发生在太平洋岛国汤加的海岸附近。一座海底火山喷发,向大气中排放硫磺、火山灰和水蒸气。

通常情况下,火山喷发是暂时的 让地球稍微凉爽一点,因为大气中的硫和灰分扩散到世界各地并反射了太阳的多余热量。

但由于洪加-汤加火山喷发发生在水下,因此它也向大气中喷出了大量水蒸气。与火山灰不同,水蒸气会吸收太阳的热量。“水是一种温室气体,”德斯勒解释说。

一把 科学家们公开质疑 如果所有的水蒸气都可能吸收多余的热量,导致海水温度超出正常范围。

最近的研究表明答案是否定的。

“我对变暖效应非常怀疑,”德斯勒说,他是平流层水蒸气如何影响地球气候的专家。他指出,尽管火山喷发规模巨大,但它对大气中水的总量影响很小。但为了确切知道,他和美国宇航局的科学家必须分析来自卫星和其他来源的大量数据。

7 月份,他们 发表了一项研究 这表明没有证据表明此次火山喷发导致整体变暖。如果说有什么影响的话,就像过去的火山喷发一样,这次火山喷发也导致气温略有下降。“最重要的是,这次火山喷发对气候的影响非常小,”德斯勒说。

但 NASA 气候科学家 Gavin Schmidt 表示,有关火山爆发对全球气温的潜在影响的其他科学分析仍在进行中,他并未参与这项新发表的研究。“我提醒大家,不要以为一篇(研究)论文就能成为共识,”他说。

嫌疑人三:不要责怪太阳

由于海洋的热量最初来自太阳,我们的本地恒星是寻找地球异常温度答案的地方之一。

在 11 年的太阳活动周期中,太阳发出的能量会发生微小变化。“随着太阳辐射在其 11 年的周期中变亮和变暗约 0.1%,地球的全球温度会先上升,然后下降不到 0.1 摄氏度,”科罗拉多大学博尔德分校的太阳物理学家 Gregory Kopp 解释道。

但这一十分之一摄氏度的变化并不能解释过去几年海洋温度异常升高的原因。“太阳并不是造成最近海面温度创纪录的原因,”科普说。海洋太大了,无法因太阳的变化而立即升温或降温。“海洋含有如此多的热能,以至于它不会在相对较短的太阳周期时间尺度上做出反应,”科普解释道。

因此,在了解当前破纪录的海洋温度的过程中,太阳并没有提供任何答案。

嫌疑人#4:“怪异”的潜在作用

结果是,科学家们并不清楚究竟是什么原因导致海洋温度创下历史新高。除了气候变化和厄尔尼诺现象,更清洁的空气似乎也发挥了一定作用。

最后一种可能性就是德斯勒所说的“怪异”。

地球的气候极其复杂,在短短一两年的时间尺度上,温度会自然变化。如果大西洋温度仅仅因为自然变化而升高十分之几度,再加上气候变化和厄尔尼诺现象导致的变暖,就可能出现几年破纪录的高温。

“我猜,最终这只会是内部变化,”德斯勒解释道。“就像发生了一些奇怪的事情!因为气候总是在做一些奇怪的事情。”

盖特曼同意正常的年际气温变化是一个重要因素。

“我们将会看到地球时断时续地变暖,”他解释道。例如,在 2010 年代有一段时间地球并没有变暖太多。“人们说‘哦,全球变暖结束了’,”盖特曼回忆道。“但事实并非如此。这只是一个暂时现象,我们现在可能正在从中恢复过来。”

气候学家真正关心的不是某一年或两年内气温的变化,而是整体变暖趋势是否正在加速。如果未来几个月海洋温度没有下降,就意味着地球正在迅速升温。

盖特曼说:“我认为人们开始有点担心我们的气温升高程度正超出(气候模型预测的)上限。”

“我们拭目以待,”德斯勒表示同意。“接下来的几个月将会告诉我们我们是否真的破坏了气候。”