受全球新冠肺炎疫情影響，2020年全球碳排放量小幅下降，但全球海洋依舊出現持續增溫并達到歷史新高。全球變暖增加的能量90%以上被海洋儲存，最新數據表明，2020年全球海洋上層2000米吸收的熱量，比2019年增加了2×1022焦耳，可以燒開 13億個1.5升電熱水壺的水——

近日，中國科學院大氣物理研究所聯合自然資源部國家海洋環境預報中心等國內外13家單位的研究人員發布了《全球海洋變暖2020年度報告》。研究指出：2020年海洋升溫持續，成為有現代海洋觀測記錄以來海洋最暖的一年。

在全球變暖背景下，海洋扮演了什么角色？帶來哪些影響？我們應如何應對海洋變暖？記者就此采訪了中國科學院大氣物理研究所副研究員成里京。

全球氣候的“調節器”

“地球系統的能量來源是太陽，這些以短波輻射為主的能量滋養了萬物、大氣，提供了海水運動的能量來源、支撐了光合作用等生物化學過程。”成里京說，同時地球也在向外釋放能量，主要形式包括紅外輻射在內的長波輻射。

“長期以來，地球系統能量的‘吞’‘吐’保持在動態平衡狀態，使得地球不至于一直變熱或一直變冷。”成里京說，在這個平衡中，二氧化碳、甲烷等溫室氣體起了非常關鍵的作用，它能吸收長波輻射，將一部分能量保留在地球系統中，起到了保溫效果。

“溫室氣體是地球系統中不可缺少的組成部分，如果沒有溫室氣體的保溫作用，我們生活的大氣，平均溫度可能比現在冷30℃左右。”成里京說，近百余年來，人類社會、工業活動不斷燃燒積累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。

“溫室氣體就像棉被一樣蓋住了地球，使地球不斷被‘捂熱’，這就是全球變暖。”成里京介紹，因為水相對于空氣能夠更多地儲存能量，所以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。

“海洋的能量變化直接反應全球氣候變化。”成里京說，海洋通過與大氣的能量物質交換和水循環等作用在調節和穩定氣候上發揮著決定性作用，被稱為地球氣候的“調節器”。

不斷加快變暖的海洋

海洋在變暖，變暖了多少？變暖速率到底有多快？不同國際機構基于海洋觀測得到的估計各不相同。

20世紀90年代起就有科學家發現一些區域的海洋在變暖。直到2000年，美國科學家第一次正式給出了一個被廣泛使用的海洋熱含量時間序列，首次給出了海洋變暖的直接證據。

但2013年聯合國發布的國際政府間氣候變化評估報告第五次報告（IPCC-AR5），列舉了5個變暖速度估計值，相差懸殊。這反映了海洋變暖速率估計的不確定性。科學界不斷嘗試解決該問題。

“海洋變暖多少的爭議來源于過去海洋觀測數據質量問題和數量的不足。”成里京說，在上個世紀，海洋觀測主要分布在人類活動較多的北半球或者主要國際航線上，很多海區都沒有觀測。直到21世紀，Argo（實時地轉海洋學觀測陣）觀測網的構建，才使得海洋觀測第一次有了接近全球海區的覆蓋。但是，科學家們無法穿越回2000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持續改進舊數據的質量、發展新的技術以更準確地重構過去海洋的狀態。

成里京表示，近些年，包括大氣所團隊在內的幾個國際團隊提出了一批新方法。大氣所最新的海洋上層2000米熱含量數據，以及日本氣象廳、澳大利亞聯邦科學與工業研究組織、美國普林斯頓大學等的新數據一致表明，全球海洋溫度從1958年以來顯示出上升趨勢，表明了全球海洋正處于無可爭議的變暖過程中。

自2018年起，大氣所每年1月在《大氣科學進展》發布上一年度的海洋熱含量監測結果，對上一年的海洋狀況進行盤點。最新年度報告中表明，2020年全球海洋上層2000米吸收的熱量與2019年相比增加了2× 1022焦耳。這些熱量可以使13億個1.5升的電熱水壺的水同時燒開。

“受全球新冠肺炎疫情影響，2020年全球碳排放量小幅下降，但全球海洋溫度依舊出現了持續的增溫并達到歷史新高。”成里京認為，由于海洋對氣候變化響應的緩慢和滯后特性，過去的碳排放導致的海洋變暖等影響將持續至少數十年之久。這一現象凸顯了海洋在全球氣候變化中的重要作用。

“不斷創紀錄的海洋變暖表明，減緩全球變暖和減弱變暖影響、風險的道路依然長遠。”成里京說。

積極應對全球海洋變暖

過去幾十年中，海洋每一個10年都比前10年更暖。海洋變暖給全球環境帶來了一系列影響。由于“熱脹冷縮”效應，不斷變暖的海洋造成了海平面的持續上升，這給沿海、低洼和小島嶼地區帶來越來越多的氣候風險。此外，海洋暖化還帶來了溶解氧下降、極端事件加劇、珊瑚白化、海洋漁業生產力下降等后果。

2018年，作為海參重要產地之一的遼寧受海洋熱浪影響，圈養海參幾乎遭受滅頂之災。成里京指出，在未來海洋和大氣變暖的背景下，海洋熱浪會越來越多，這對各國的沿海養殖業造成極大的風險。

最新發表在《科學》雜志上的系統性研究表明：自1930年以來，由于海洋暖化，全球海洋漁業生產力已經下降了4%。海洋暖化對海洋生態系統以及人類利用漁業資源已經產生了嚴重的影響。

珊瑚礁則更為脆弱，它們不像魚類能遷移，將直接面對氣候變化帶來的沖擊。珊瑚礁就像海洋中的熱帶雨林，以0.1%的面積，供養了25%的海洋生物。但目前珊瑚礁持續白化，這對海洋食物鏈將是極大的打擊。

此外，更暖的海洋為臺風、颶風等極端天氣提供了更多“燃料”，或將導致未來臺風更強、極端降水更多。

“積極的監測、深入理解全球變化事實和機制、改進氣候模型的效果是應對全球變化風險的第一步。”成里京認為，對于全球海洋觀測來說，目前近海、邊緣海、極地、2000米以下深海等區域的海洋觀測依然缺乏，急需建立完整的海洋觀測網。

成里京介紹，目前國際Argo計劃正在啟動新一輪設計，計劃建成一個由2500個核心Argo浮標、1200個深海Argo浮標和1000個生物地球化學Argo浮標組成的綜合性全球海洋立體實時觀測網，在維持0-2000米核心溫度、鹽度觀測的同時，向深海和生物地球化學領域拓展。這將是維持全球Argo海洋觀測網未來10年~20年可持續發展的重要舉措。

“但Argo并不是一個國家或者機構能建立起來的，需要各個國家齊力貢獻、通力合作。”作為自然資源部第二海洋研究所青年海星訪問學者，成里京介紹，我國于2002年正式加入國際Argo計劃，自然資源部第二海洋研究所是我國參與實施國際Argo計劃的執行單位，該所的中國Argo實時資料中心肩負著我國Argo大洋觀測網浮標數據的傳輸、處理等工作。目前，我國維持著一個由近100個浮標組成的中國Argo大洋觀測網，成為國際Argo計劃中的重要成員國之一。

2015年12月，各國政府在巴黎氣候變化大會上通過《巴黎協定》，主要目標是將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2℃以內，并將為控溫1.5℃付出努力。

“減少二氧化碳等溫室氣體排放是解決全球變暖的最終方法，這需要每一個個體、社會、政府等共同努力。”成里京說，人類不斷發展伴隨著明顯的氣候風險，但幸運的是，人類可以選擇自己的未來。“希望我們的未來是一個可以持續發展的、人與自然和諧共存的未來。”