海洋通過(guò)吸收熱量和碳在調(diào)節(jié)我們的氣候及其變化方面起著重要作用。

今天發(fā)表在《自然》上的這些研究結(jié)果的意義重大，因?yàn)橛绊懯澜绺鞯匮睾Ｈ丝诘膮^(qū)域海平面取決于海洋變暖的方式。在這項(xiàng)研究中，他們展示了這些模式可能如何改變。

結(jié)果表明，與過(guò)去相比，海洋變暖和海平面上升普遍，包括海洋盆地東部邊緣附近變暖加劇，導(dǎo)致北大西洋和太平洋大洲的西部海岸線海平面上升的幅度更大。

牛津大學(xué)氣候物理學(xué)客座教授，紐約大學(xué)庫(kù)蘭特大學(xué)大氣科學(xué)中心教授勞雷·贊納(Laure Zanna)合著說(shuō)：“未來(lái)，大氣溫度升高對(duì)海洋變暖的影響可能會(huì)主導(dǎo)變化最初，我們可能會(huì)認(rèn)為，隨著氣候變暖，洋流的變化及其對(duì)海洋變暖模式的影響將變得更大。但是，我們證明，在海洋的某些區(qū)域情況并非如此。”

牛津大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)的一種新方法使用氣候模型表明，海洋增溫模式將越來(lái)越容易受到大氣增溫的簡(jiǎn)單吸收的影響，從而使其更容易預(yù)測(cè)。這與現(xiàn)在和過(guò)去相反，當(dāng)時(shí)和過(guò)去的環(huán)流變化是影響海洋變暖模式的關(guān)鍵因素。

由于簡(jiǎn)單地吸收了大氣變暖而引起的海洋變暖變化更容易建模，因此科學(xué)家們希望，在以前的模型難以解決的情況下，它們對(duì)于將來(lái)的預(yù)測(cè)可能會(huì)變得更加準(zhǔn)確。

主要作者本·布朗斯拉爾(Ben Bronselaer)博士在博士期間開(kāi)始進(jìn)行這項(xiàng)研究。牛津大學(xué)的學(xué)生說(shuō)：“我認(rèn)為，模擬過(guò)去海洋變暖的氣候模型可能會(huì)更好地預(yù)測(cè)未來(lái)的變暖模式，這是一個(gè)令人鼓舞的可能性。對(duì)變暖模式的更好預(yù)測(cè)意味著對(duì)區(qū)域海平面上升的更好預(yù)測(cè)，這將有助于減輕諸如洪水對(duì)單個(gè)社區(qū)的氣候影響，當(dāng)然，我們確實(shí)需要更好地了解海洋環(huán)流的預(yù)測(cè)以鞏固這一結(jié)果。

“在我們的研究過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了海洋熱量與碳儲(chǔ)量之間的令人驚訝的關(guān)系，這似乎是獨(dú)特的。雖然這兩個(gè)量之間的聯(lián)系尚未得到充分了解，但我們認(rèn)為我們?cè)诎l(fā)現(xiàn)它方面取得了重大進(jìn)展。”

《自然》研究表明，全球海洋熱量和碳吸收齊頭并進(jìn)，其吸收率是由海洋的當(dāng)前狀態(tài)決定的。這種關(guān)系是本研究開(kāi)發(fā)的方法的核心。隨著人類通過(guò)增加更多的熱量和碳來(lái)改變海洋狀態(tài)，海洋吸收熱量和碳的能力將會(huì)改變。可能的含義是，由于海洋熱量和碳吸收之間的耦合，減少的排放量越晚，大氣表面溫度的降低速度就越慢。

這些結(jié)果強(qiáng)調(diào)了海洋與碳吸收之間的深層和根本聯(lián)系，這對(duì)大氣熱量和碳有影響。盡管海洋中的碳和熱量是分開(kāi)的系統(tǒng)，但這項(xiàng)研究表明，它們通過(guò)海洋吸收這些量的能力而相互緊密聯(lián)系。這些結(jié)果有助于解釋為什么大氣變暖線性地取決于累積的碳排放量。

Laure Zanna教授說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)海洋吸收熱量和碳的能力是相互關(guān)聯(lián)的，并且受海洋狀態(tài)的制約。這意味著，無(wú)論CO 2排放量是繼續(xù)上升還是下降，當(dāng)前的海洋狀態(tài)都會(huì)調(diào)節(jié)地表變暖。

“過(guò)去60年來(lái)，海洋環(huán)流的變化已大大改變了海洋變暖的速度，特別是在北大西洋和太平洋部分地區(qū)，在這些地區(qū)我們可以確定幾十年來(lái)的降溫情況。但是，未來(lái)海洋的變化洋流似乎在海洋變暖的模式中起較小的作用，海洋將在這些區(qū)域以相當(dāng)被動(dòng)的方式將過(guò)量的人為熱量傳遞到海洋中。”

本研究中的建模依賴于地球物理流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室(GFDL)的同事進(jìn)行的一系列創(chuàng)造性模擬以及其他已發(fā)表的工作。使用這些模擬，科學(xué)家們能夠得出關(guān)于熱和碳的模式如何關(guān)聯(lián)以及它們?nèi)绾尾煌募僭O(shè)。

在這項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，科學(xué)家現(xiàn)在將嘗試了解如果碳排放開(kāi)始下降，海洋中的熱量和碳的存儲(chǔ)將如何影響大氣溫度和CO 2水平的下降。

他們還將利用由環(huán)流變化驅(qū)動(dòng)的海洋變暖部分來(lái)更好地理解難以直接測(cè)量的海洋環(huán)流變化及其對(duì)熱帶地區(qū)區(qū)域海平面的影響。