大洋能量探究 了解海洋的氣候密碼

作為全球經(jīng)濟(jì)的一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力，海洋承載了90%以上的世界貿(mào)易，維系著距海岸100公里以內(nèi)全球40%的人類生活。海洋內(nèi)部的洋流運(yùn)動(dòng)以及海陸之間的熱力差，塑造了地球上風(fēng)格迥異的自然景觀和復(fù)雜多樣的天氣氣候現(xiàn)象。在氣候變化影響日益嚴(yán)重的今天，更精密地觀測(cè)海洋、深入了解海洋的氣候密碼，比以往任何時(shí)候都顯得更加重要。

深海大洋如何獲取能量？

中國海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院院長林霄沛教授說，海洋的能量，其實(shí)最主要來源來自于太陽，分成兩種：一種是由于太陽輻射給帶來的熱能，這個(gè)是最大的。其次就是由于太陽照耀到地球上，引起地球的風(fēng)，風(fēng)輸注入給海洋的機(jī)械能，形成了讓海洋運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。除此之外，驅(qū)動(dòng)海洋環(huán)流能量，還包括潮汐運(yùn)動(dòng)，主要來自于月球和太陽，以及地球內(nèi)部的地?zé)帷?/p>

數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)既可通過大洋環(huán)流向海洋輸入能量，又可通過海浪向海洋中輸入機(jī)械能。當(dāng)風(fēng)輸入海洋的能量產(chǎn)生變化時(shí)，海洋環(huán)流就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，導(dǎo)致海洋里面熱量分配發(fā)生改變，最終表現(xiàn)為海水特別是海表面的溫度異常。

大洋能量如何從海洋表層傳遞到海洋深層？

熱量深入海洋的這個(gè)過程，主要就是要通過海洋內(nèi)部的混合，那么這個(gè)混合的過程，實(shí)際上就會(huì)把熱量從上層海洋攪拌到深層海洋。這是一個(gè)途徑。第二個(gè)途徑，就是通過風(fēng)輸入到海洋的這個(gè)動(dòng)能。一開始也是主要作用在海洋的表層和上層。主要就集中在海洋的上100米。那么100米以下它也是要通過一些特殊的過程，比如說有中尺度渦流，再配合上海洋的里的一些向下傳播的波動(dòng)。它們就像一個(gè)通道一樣，可以把這個(gè)能量從上層傳遞到深層大洋，最終驅(qū)動(dòng)深層大洋的變化。

如何導(dǎo)致環(huán)流所帶來的熱量輸送的變異？

由于風(fēng)力是驅(qū)動(dòng)海洋環(huán)流的主要?jiǎng)恿χ?，因此海表風(fēng)加速導(dǎo)致了平均海洋環(huán)流加速。而分析結(jié)果也表明，這種延伸至深海的海洋環(huán)流加速主要是由行星尺度的海表面風(fēng)加速引起的。

首先，海洋環(huán)流加速，意味著海洋對(duì)熱量進(jìn)行再分配的過程加速。更強(qiáng)大的熱帶洋流能把更多溫暖海水帶到高緯度地區(qū)，北極冰川的融化速度可能會(huì)因此加快。高緯度地區(qū)變暖也可能改變天氣模式，影響區(qū)域氣候。其次，海洋環(huán)流加速有可能導(dǎo)致熱量在垂直方向上交換增強(qiáng)，更多熱量進(jìn)入深海，增加海洋深處的熱量儲(chǔ)存，幫助減緩陸地變暖。此外，由于二氧化碳在溫水中溶解度較低，可能會(huì)削弱海洋對(duì)大氣二氧化碳的吸收作用。最后，海洋環(huán)流加速可能會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)、漁業(yè)資源等產(chǎn)生重要影響。

中國科協(xié)科普部

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