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科普 | 怎樣給海洋測體溫?

發布日期:2022-04-21??來源:知識就是力量??作者:成里京??瀏覽次數:5
核心提示:近百年來,人類的社會、工業等活動不斷消耗著儲存在地球內部億萬年的煤炭、石油、天然氣等化石燃料,釋放出大量二氧化碳等溫室氣體??諝庵性絹碓蕉嗟臏厥覛怏w就像棉被一樣蓋住了地球,使得地球不斷被“捂熱”,地球氣候系統的能量逐漸增加,這就是全球變暖。全球變暖增加的能量90%以上都存儲在海洋中,使得海水變暖、發燒。當你發燒時量體溫可以用額頭、腋下等

近百年來,人類的社會、工業等活動不斷消耗著儲存在地球內部億萬年的煤炭、石油、天然氣等化石燃料,釋放出大量二氧化碳等溫室氣體。

空氣中越來越多的溫室氣體就像棉被一樣蓋住了地球,使得地球不斷被“捂熱”,地球氣候系統的能量逐漸增加,這就是全球變暖。全球變暖增加的能量90%以上都存儲在海洋中,使得海水變暖、發燒。當你發燒時量體溫可以用額頭、腋下等各式體溫計,那么大海發燒了我們該怎么測量出溫度呢?

給海洋測體溫的“探海神器”

為了測量海洋溫度,科學家們發明了各式各樣的“探海神器”。不同的儀器適用于不同的觀測條件、地理位置、觀測平臺或者測量精度。這里有大型的需使用科考船上的吊臂才能進行觀測的CTD儀器(溫鹽深探儀)、有水下的小飛機——水下滑翔機、有非常精巧的拋棄式探溫儀XBT、還有人類裝備在海陸雙棲的哺乳動物(如海獅等)身體上的儀器……

CTD儀器(溫鹽深探儀)

放置于哺乳動物身上的儀器。

水下滑翔機

XBT(拋棄式探溫儀)

Argo(地轉海洋學實時觀測陣)

作者在地中海投放XBT儀器。

因為依賴于航船和人力的觀測手段費時、耗力,長期以來科學界呼喚一種可以自動進行大規模觀測的儀器?!疤胶I衿鳌盇rgo應運而生:它是一種水下的自動浮、沉的圓柱體裝置,長約1.5米、重約45千克,學名叫“地轉海洋學實時觀測陣”。

Argo在海洋中的觀測流程

這種“神器”一旦下水,就不需要日常維護,也不易受到人為損壞,所以可以長期、自動、實時和連續獲取大范圍、深層的海洋資料。

海洋正成為全球變暖的儲熱罐

在各種“探海神器”的加持下,人類對海洋的溫度探測已經幾乎覆蓋了全球上層2000米的所有開闊海域,這為我們不斷地監測海溫提供了基礎。這么多的測量數據傳回之后,怎么算出海洋平均溫度呢?這就需要進一步進行數據校準及數據均一化工作。后者是把不均勻分布的海洋數據處理為規則的網格化數據的過程。

1958—2020年全球上層2000米海洋熱含量變化。紅色樣條表示比1981—2010年平均狀況偏暖;藍色樣條表示比這30年的狀況偏冷;黑色線為月平均海洋變化。

監測數據表明,海洋變暖正在加速!1986年以后海洋上層2000米變暖速率是1958—1985年間的8倍。過去的80年間,每一個10年都比上一個10年更暖。

如何讓海洋退燒

海洋發燒對我們人類和地球的生態系統都已經造成了很多負面影響,例如:海平面上升、強臺風更強、珊瑚礁生態系統退化、海洋魚類種群變化等。研究也表明,海洋變暖在21世紀將持續。

過去(1958年至今)和未來(2020年—2100年)的全球0~2000米海洋熱含量變化圖。虛線為氣候模型的模擬結果,實線為中國科學院大氣物理所監測數據(紅色:維持高溫室氣體排放;紫色:可以接近實現《巴黎協定》目標。)

2015年,全球各國政府首腦同聚一堂,簽訂了《巴黎協定》,這為人類共同解決氣候變化設定了目標?!栋屠鑵f定》目標是:把全球氣溫上升幅度控制在工業化水平之上2℃以內,并為控制在1.5℃以內付出努力。

民眾可以為應對和解決氣候變化做些什么呢?首先,要養成節約能源的習慣:多選擇乘坐公交車、騎自行車,減少使用私家車。在穿衣等日常生活中,踐行“勤儉節約”這個理念。同時,少用或者不用塑料袋。

文圖:成里京(中國科學院大氣物理研究所)

繪圖:駱玫

責任編輯:張鵬輝

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