第1个回答 2022-05-23
2021年5月5日，《自然》（ Nature ）发文称，海洋热浪将持续存在，并伴随气候变化进一步恶化，进而破坏生态系统。据预测，在下个世纪的某个时间点，全球许多地方将陷入永久性的海洋热浪状态。
海洋热浪越来越严重：气候变化导致海洋热浪的频率越来越高，持续时间越来越长，同时热浪温度越来越高。因此，认识海洋热浪的成因并学习如何预测海洋热浪非常有必要。
海洋热浪的影响可波及食物链。在2013~2016年名为Blob的海洋热浪事件中，太平洋西北部水温升高，养分减少，从而对浮游植物的生长造成了破坏。接着，大鳞大麻哈鱼（Oncorhynchus tshawytscha）的种群数量暴跌，进而导致阿拉斯加湾多达100万只海鸟死亡。在过去的几十年中，海洋热浪还引发了全球范围内的珊瑚大面积白化。
2013~2014年的夏天对于巴西而言是艰难的一年。圣保罗的严重干旱对农作物造成了破坏，并引发了水资源短缺。同时，海洋温度升高，叶绿素浓度（一种衡量生物生产力的指标）急剧下降。研究人员分析数据时发现，干旱和海洋变暖有着共同的成因：夏季大部分时间支配巴西东南部的高压大气系统。这种长期持续的高压系统与大气阻塞（atmospheric blocking）这一现象有关，大气阻塞是海洋热浪以及陆地热浪最常见的驱动因素之一。大气阻塞导致云层覆盖较为稀疏，同时风力相对较小。由于缺乏云层，更多的太阳辐射能够到达海洋并使海洋变暖；与此同时，无风的大气环境能够阻碍混合和蒸发作用。以上因素导致上层海洋的热量积聚，这可能会以加剧或延长变暖时间的方式改变风向。
在发表于2019年的一项研究中，研究人员发现，大西洋西南部大约60％的海洋热浪事件（包括2013~2014年的事件）源自数千公里以外印度洋上空的高压系统。这些高压系统接着通过大气层向南美方向移动。然而，由于大气阻塞取决于多项因素，因此在数值模型中重建这一现象非常复杂。
这些看似不相关的地区之间存在遥相关性。研究人员发现这一过程通常始于地球表面附近的空气变暖及上升。印度洋上空的对流进入大气，引起了到达南美的大气波，并导致海洋热浪。气候系统的这种相互联系使预测活动变得复杂。因为研究人员不仅要对海洋中具体的区域进行建模，还必须考虑到正在进行的全球层面活动。
有时候，海洋热浪的驱动因素存在于海洋自身。比如澳大利亚西部的热浪事件，当时向南流动的Leeuwin洋流变得越来越强劲。随着洋流的加剧，从印度洋输送的暖水数量高于正常水平，在长达数月的热浪中覆盖了数百公里的海岸线。
类似的模式引发了2015~2016年澳大利亚和新西兰之间塔斯曼海的海洋热浪，此次海洋热浪事件在持续时间和强度方面均创下了记录。2017年的一项研究将此次事件归溯为澳大利亚东部洋流的加强，从而为澳大利亚和新西兰的海岸带来了温暖的热带海水。与大气活动引发的热浪事件相比，这种由海洋引发的热浪事件可以深入至海洋深处。
这些更深层的事件对气候科学家而言构成了独特的挑战。当前对海洋热浪的认识几乎都局限于表层海洋，研究人员可以利用卫星仪器来绘制温度并以接近实时的方式追踪热浪事件。 但是表层海洋下方是一个复杂的洋流世界。研究人员表示，尽管可以观测并定义海洋表面的热浪，但这只是海洋热浪的冰山一角。用于追踪海洋表面下方状况的观测网络相对较少。浮标能够提供部分地区的数据，但在有些地区，数据则完全缺失。认识海洋表面以下的异常变暖如何形成、持续和演化是海洋热浪研究中最大的问题之一。由于绝大多数海洋生物都生活在海洋表面以下，因此这是科学家 探索 的重要前沿领域。此外，海洋表面以下的海洋热浪如何影响生态系统还未得到充分认识。
气候科学家唯一确定的是：气候变化将加剧海洋热浪事件。随着温室气体持续排放到大气中，根据气候模型的预测，全球升温将加剧海洋热浪的各个方面。在气候变化的背景下，极端事件预计会增加。其中一些变化已经出现。1925~2016年，全球每年的海洋热浪天数增加了50％以上。从1982年有卫星记录开始，近2/3的海洋中热浪的强度都在增加。科学家预测，上述趋势将会持续下去。多项研究表明，即使在适度变暖的场景下，未来几年中，几乎所有海洋热浪的频率都会增加，持续的时间将延长。
在过去的几十年中，许多极端事件也因气候变化而加剧。2020年的一项研究分析了自1981年以来影响最大的7个海洋热浪事件，得出的结论是：除了1个热浪事件以外，其他6个热浪事件至少在部分程度上受到了人为因素导致的变暖的驱动。研究人员对比了工业化之前大气CO2含量的模型与当前含量的模型。结果表明，一些事件的强度非常高，可完全归因于人为气候变化。而在工业化之前是不可能发生的。
研究人员预测，到下个世纪，海洋中的大部分区域将变暖，并超过热浪事件温度临界点，从而导致全球诸多地区陷入永久性的海洋热浪状态。如果变暖幅度如此之大，那么海洋热浪就不再是极端事件，而是常态化事件。
转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《资源环境动态监测快报》2021年第10期， 薛明媚 编译。