全球海洋究竟變暖了多少？中美科學家給出最新估值

科技日報記者 李大慶

全球海洋上層的溫度變暖是個不爭的事實。但溫度升高的具體數值是多少？變暖的幅度有多大？相關科學家及機構給出的答案也不盡相同。

舉個例子。

2013年發布的國際政府間氣候變化第五期評估報告（IPCC-AR5）列出了5個海洋熱含量變化趨勢的估算。其中，最小的估算值竟然只有最大的估計值的一半。

看來，科學家或相關機構的研究方法大不相同。

2000年，美國海洋和大氣管理局（NOAA）的S. Levitus研究員在《科學》雜誌上撰文，正式發布了第一條全球海洋上層熱含量變化時間序列。他發現了20世紀下半葉全球海洋上層升溫的現象。自此之後，全球海洋到底變暖了多少，就一直是科學家們“公說公有理，婆說婆有理”的一個爭議不斷的問題。

對海洋變暖速度估算的不確定性，一方面限制了人們對全球變暖的科學認知，影響對地球系統能量不平衡、氣候敏感性等關鍵氣候參數的估算；另一方面也阻礙了對氣候模型的評估：從能量變化的角度，氣候模型能否準確反映出過去的氣候變化，進而對未來做出合理預估呢？

中科院大氣物理所成裡京副研究員聯合美國學者於台灣時間1月11日在《科學》上發文，對上述問題做了解答。

海洋變暖多少的爭議來源於過去海洋觀測數據品質精度不夠和數量不足。自IPCC-AR5發布以來，研究人員發現傳統的估算方法低估了過去幾十年海洋熱含量上升速率。雖然2005年之後，海洋科學家們在海洋中布放了一些新的儀器，得到了較好的全球海洋熱含量估計。但是科學家們卻無法穿越到2005年之前，重新用高精度的儀器觀測過去的海洋狀況，因此海洋數據領域科研人員一直在努力改進舊數據的品質、發展新的技術以便更準確地重構過去海洋的狀態。

中科院大氣物理所團隊經過多年研究，解決了歷史海洋熱含量估計中的一系列問題，於2017年對海洋上層2000米熱含量做出了新的估計；同時日本天氣廳、澳大利亞聯邦科學與工業研究組織、美國普林斯頓大學等也提出了更新的或改進的方法對海洋熱含量變化進行估算。這些新的方法顯示出了非常一致的、自1955年以來的全球海洋熱含量上升趨勢。

現在，科學家已經可以對全球海洋到底變暖多少做出更準確的計算了。

根據最新估算，1971-2010年間全球海洋上層2000米變暖的速率為0.36~0.39Wm-2（瓦特/平方米）。新的估算顯示出比IPCC-AR5更快的海洋變暖速率：IPCC-AR5的同期估計僅為0.20~0.32Wm-2。海洋變暖在上世紀90年代後顯著加速：1991年後海洋上層2000米變暖速率為0.55~0.68 Wm-2。這直接反映了大氣中不斷積累的溫室氣體對海洋的影響。

氣候模型能否準確模擬過去的海洋變化呢？中美學者於今天新發表的這篇論文指出，目前主流的氣候模型可以非常好的模擬歷史海洋變暖：1970-2010年間，模型模擬的數據顯示，海洋上層2000米變暖速率為0.39Wm-2，與最新的觀測幾乎一致。

模型對過去情況的極其優秀的模擬效果極大地提升了其對未來預估的可信度。根據模型預估，假設未來不施行任何氣候政策，2081-2100年間，整個上層2000米海洋將平均變暖0.78攝氏度（相對於1991-2005的平均狀態），這是過去60年海洋變暖總量的6倍！假設未來接近或達到《巴黎協定》目標，2081-2100年間海洋上層2000米將平均變暖0.4攝氏度。

人類活動已經深刻的改變了海洋環境，海洋增溫已經造成了海平面上升、溶解氧下降、極端事件加劇、珊瑚白化等後果。然而，由於海洋對溫室氣體響應的“滯後效應”，海洋正在加速變暖，更強的海洋增暖將發生在本世紀。即使接近或者達到《巴黎協定》目標，海洋升溫及其帶來的影響也將持續。若不積極應對，未來人類和地球生態系統都將面臨嚴重的氣候風險。

來源：科技日報 文中圖片均來自網絡

編輯：嶽靚

審核：管晶晶