發(fā)布時(shí)間：2021年03月18日 來源：氣象宣傳與科普中心
今年世界氣象日主題為“海洋，我們的氣候和天氣”，這背后蘊(yùn)含著什么樣的意義？在全球氣候變暖的背景下，生態(tài)系統(tǒng)特別是海洋發(fā)生了什么變化？我們能為海洋做些什么？本期《直擊天氣——與科學(xué)家聊“天”》邀請(qǐng)國(guó)家氣候中心氣候服務(wù)首席專家周兵、中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員蘇京志，與大家分享他們的理解和感受。
記者：今年世界氣象日主題為“海洋，我們的氣候和天氣”，您覺得蘊(yùn)含著什么樣的意義？我們應(yīng)當(dāng)如何理解他們之間的關(guān)系？
周兵：今年3月23日是第61個(gè)世界氣象日，主題為：海洋、我們的氣候和天氣！旨在幫助人們更加深入地理解海洋、氣候和天氣之間不可分割的聯(lián)系。全球氣候系統(tǒng)中海洋功能將進(jìn)一步加強(qiáng)，世界氣象組織致力于為聯(lián)合國(guó)“海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年”（2021年至2030年）作出貢獻(xiàn)，為包括海洋和氣候在內(nèi)的緊急環(huán)境挑戰(zhàn)尋求解決方案，倡導(dǎo)“安全海洋”、“預(yù)測(cè)海洋”和“透明海洋”等內(nèi)涵。海洋是地球氣候系統(tǒng)的重要成員，是全球氣候驅(qū)動(dòng)機(jī)和氣候調(diào)節(jié)器，處于可持續(xù)發(fā)展、氣候變化和減少災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等全球發(fā)展目標(biāo)的核心地位。同時(shí)，海洋吸收了大氣中大量的二氧化碳，是氣候系統(tǒng)中最大的碳匯。
天氣是指某一個(gè)地區(qū)的大氣中各種自然現(xiàn)象在某個(gè)時(shí)刻所處的狀態(tài)，可以通過觀測(cè)監(jiān)測(cè)定量描述；氣候是指各種氣象要素和天氣現(xiàn)象在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的平均狀況或統(tǒng)計(jì)狀況，可通過分析計(jì)算獲取統(tǒng)計(jì)特征；氣候變化是指氣候狀態(tài)的變化，一般可通過氣候特征的平均值或變率變化來表現(xiàn)，其起因是自然波動(dòng)或人類活動(dòng)。海洋與我們的天氣、氣候和氣候變化密不可分，海洋與大氣之間存在熱量、動(dòng)量、物質(zhì)等交換，海-氣相互作用可造成千變?nèi)f化的天氣氣候現(xiàn)象或極端事件，引發(fā)全球或區(qū)域氣候異常和氣象災(zāi)害。世界氣象組織、國(guó)家氣象、水文部門等實(shí)體積極支持國(guó)際社會(huì)努力監(jiān)測(cè)海洋溫度、洋流、鹽度和海面水平，所有這些工作都是了解天氣、氣候和氣候變化的主要目的。
海洋對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)和氣候變化起著十分重要的作用。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，如北大西洋暖流給北歐一些國(guó)家?guī)韮?yōu)美的生態(tài)環(huán)境和優(yōu)越的生活方式，東亞季風(fēng)性氣候和南亞季風(fēng)性氣候?yàn)閬喼迖?guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來風(fēng)調(diào)雨順的年景。
海-氣相互作用示意圖
蘇京志：全球海洋是一個(gè)特別龐大體系，約占地球面積的71%。海洋在全球天氣和氣候體系中起到很重要的調(diào)節(jié)作用，它能夠調(diào)控我們地球整個(gè)的天氣氣候狀況，能調(diào)節(jié)溫度，也能調(diào)節(jié)空氣濕度。因?yàn)楹Ｑ蟮臒釕T性比較大，相同體積的海水存儲(chǔ)熱量的能力是大氣的兩千多倍。如果沒有海洋的話，地球上晝夜溫差會(huì)很大，冬天、夏天的溫差也非常大，氣溫的上下起伏非常劇烈，冷暖狀況都不像現(xiàn)在這個(gè)樣子，可能不適應(yīng)人類居住。但是有了海洋以后，就會(huì)維持現(xiàn)在適宜的溫度，基本上溫度起伏比較小，適合我們?nèi)祟惖木幼?。海洋還能為大氣提供大量水汽，全球表面水汽的蒸發(fā)，百分之八十多都是來自海洋，這些充足的水汽使我們呼吸的空氣比較濕潤(rùn)。如果沒有海洋的話，我們呼吸的空氣會(huì)比較干燥，也不適宜人類居住。
記者：在全球氣候變暖的背景下，生態(tài)系統(tǒng)特別是海洋發(fā)生了什么變化？
周兵：觀測(cè)事實(shí)表明，目前地球氣候系統(tǒng)處于一個(gè)非常脆弱的平衡之中。根據(jù)世界氣象組織近期發(fā)布的氣候公報(bào)，2011-2020年是有氣象記錄以來最暖的十年，2020年是有1850年以來最暖的三個(gè)年份之一。同時(shí)，盡管受全球新冠肺炎疫情影響，2020年全球碳排放量小幅下降，但數(shù)據(jù)顯示2020年全球溫室氣體排放量增加，全球海洋依舊持續(xù)增溫，海洋熱量再創(chuàng)新高。全球高溫?zé)崂祟l繁發(fā)生，極端冷事件強(qiáng)度加強(qiáng)，陸地上的強(qiáng)降水事件增加，干旱事件持續(xù)時(shí)間更久、強(qiáng)度更強(qiáng)。沿海地區(qū)面臨多種與氣候有關(guān)的危害，包括熱帶氣旋、極端海平面和洪水、海洋熱浪、海冰減少等。
過去100年以來，由于海平面上升、氣候變暖和極端氣候事件的綜合影響，近50%的沿海濕地已經(jīng)喪失。植被繁茂的沿海生態(tài)系統(tǒng)是重要的碳庫(kù)，目前已經(jīng)造成了每年0.04～1.46GtC（1GtC＝10億公噸碳）的碳釋放。自1980年代以來，海洋吸收了20%至30%的人類排放的二氧化碳，導(dǎo)致海洋持續(xù)酸化，對(duì)于超過95%的海表區(qū)域，海表pH值的下降幅度已經(jīng)超過了背景自然變率。由于格陵蘭和南極冰蓋的冰量損失速率增加，冰川質(zhì)量持續(xù)損失和海洋熱膨脹，近幾十年來海平面加速上升。熱帶氣旋帶來的風(fēng)和降雨有所增加，以及極端海浪有所增加，再加上相對(duì)海平面的上升，加劇了極端海平面事件和沿海災(zāi)害。
全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，引發(fā)對(duì)海洋安全、氣候安全的憂慮。海洋變暖、海冰變化以及棲息地生物地球化學(xué)變化，導(dǎo)致物種組成、豐度和生物量等的轉(zhuǎn)移。同時(shí)，海洋變暖影響沿海生態(tài)系統(tǒng)，包括海洋熱浪加劇、海水酸化、溶解氧降低、咸水入侵和海平面上升。暖水珊瑚礁和巖石海岸不動(dòng)的鈣化生物受到了極端溫度和海洋酸化的影響。海洋熱浪導(dǎo)致大規(guī)模的珊瑚白化事件，并造成世界范圍內(nèi)的珊瑚礁退化。未來更多地區(qū)的海平面異常上升將更加頻繁的發(fā)生，日益頻繁的高水位會(huì)對(duì)許多地區(qū)產(chǎn)生嚴(yán)重影響；海洋動(dòng)物群落的全球生物量及其產(chǎn)量和漁業(yè)捕撈潛力均會(huì)下降，物種組成也會(huì)發(fā)生變化；海岸和低洼地區(qū)遭受淹沒、海岸洪水和海岸侵蝕等不利影響的風(fēng)險(xiǎn)將增加。
蘇京志：海洋在全球變暖的背景下發(fā)生了很多變化，海洋近幾十年一直在持續(xù)增溫，這種增溫現(xiàn)象從海洋表面一直延伸到海底兩千多米。最近幾年大家關(guān)注到，海洋里經(jīng)常出現(xiàn)大范圍的海水熱浪。海洋熱浪的影響不亞于陸地上的熱浪，對(duì)海洋生態(tài)、漁業(yè)造成了很大的破壞。海洋溫度本來變化幅度是比較小的，上下起伏一度兩度就很大了。但是近幾年的海洋熱浪出現(xiàn)后，海水溫度能升高四攝氏度左右，并且能持續(xù)幾個(gè)月以上。近十年海洋熱浪出現(xiàn)的頻次明顯增多，伴隨全球變暖持續(xù)升溫，未來海洋熱浪也會(huì)更加頻繁出現(xiàn)。這將對(duì)海洋生態(tài)造成較大的沖擊，包括魚類、海藻都會(huì)受到影響。
特別需要指出的是，由于海洋現(xiàn)在已經(jīng)存儲(chǔ)了大量的過剩熱量，且深度達(dá)到兩千多米。這些熱量雖然目前存在于海表以下，但經(jīng)過幾十年、幾百年后，這些熱量終究還會(huì)重新上翻到海表。考慮到那時(shí)地球表面溫度已經(jīng)升高不少，海洋上翻的熱量會(huì)導(dǎo)致全球氣溫二次上升，并給全球氣候帶來更加嚴(yán)重的影響，海洋熱量的這種延遲效果應(yīng)該予以重視。
2015年全球海表溫度異常（超強(qiáng)厄爾尼諾和東北太平洋海洋熱浪）
記者：您覺得今年世界氣象日的主題對(duì)于氣象科技工作者和普通大眾來說有什么啟示呢？我們能為海洋做些什么？
周兵：海洋孕育了厄爾尼諾/拉尼娜事件、臺(tái)風(fēng)活動(dòng)等不同種類的天氣氣候現(xiàn)象，催生了地球上破壞力極強(qiáng)、影響最廣泛的極端天氣氣候事件，而科學(xué)探索發(fā)現(xiàn)大部分氣候異常的源頭均可追蹤到海洋的異常。世界氣象組織致力于聯(lián)合國(guó)海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的十年，“安全海洋”、“預(yù)測(cè)海洋”和“透明海洋”必將成為氣象科技工作者和社會(huì)大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)我國(guó)氣象科技工作者而言，將迎來海洋氣象新的時(shí)代。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，維系著生活在海岸100公里以內(nèi)40%的人類生活。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。
“海洋，我們的氣候和天氣”的世界氣象日主題也向社會(huì)宣告21世紀(jì)已經(jīng)正式開啟“海洋世紀(jì)”，希望世界各國(guó)人民了解和支持世界氣象組織的活動(dòng)，喚起人們對(duì)氣象工作的重視和熱愛，推廣氣象學(xué)在航空、航海、水利、農(nóng)業(yè)和人類其他活動(dòng)等方面的應(yīng)用。海天一色同繪藍(lán)色星球，唇齒相依共護(hù)綠色家園。在氣候變化影響日益嚴(yán)重的今天，陸地、海洋和大氣的相互作用也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。更精密地觀測(cè)海洋、深入了解海洋深處氣候密碼與全球洋流變化，比以往任何時(shí)候都顯得更加重要。
蘇京志：今年世界氣象日的主題突出了海洋，可以讓更多的人們主動(dòng)意識(shí)到海洋在地球氣候系統(tǒng)中的重要作用。我們生活環(huán)境中的舒適溫度和濕度，離不開海洋的貢獻(xiàn)。我們平常接觸到的天氣氣候，跟遙遠(yuǎn)的廣闊海洋是有密切關(guān)系的。我們要真心感謝海洋的存在。其實(shí)我們對(duì)海洋的認(rèn)識(shí)還非常有限，還有很多的未知，包括遠(yuǎn)海、深海都是目前不太了解的。要更加深入地探究海洋，掌握海洋的變化規(guī)律。這不僅有利于更高效合理地開發(fā)海洋資源，并且也有助于我們預(yù)測(cè)天氣和氣候。
例如，目前的全球變暖還影響到厄爾尼諾的變化。厄爾尼諾是一個(gè)熱帶太平洋海氣耦合最為顯著年際信號(hào)，以熱帶太平洋東部出現(xiàn)暖的海溫異常為標(biāo)志。厄爾尼諾能夠影響全球多個(gè)地區(qū)的氣候異常，對(duì)我國(guó)氣候也有重要影響。近幾十年來，厄爾尼諾發(fā)生了一些變化，例如厄爾尼諾期間的海溫異常位置向西偏移，東西跨度也相應(yīng)縮小。這種改變?cè)斐蓪?duì)我國(guó)等區(qū)域氣候的影響范圍和強(qiáng)度都發(fā)生了變化，也給我國(guó)氣候預(yù)測(cè)帶來更多的困難。
為了減緩全球變暖，我們必須要減少溫室氣體的排放，走綠色低碳的道路。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，其實(shí)在海洋里面也能找到答案。綠色能源包括海上風(fēng)能、海洋潮汐、海流等，這些都是很好的可再生能源。在大力減排保護(hù)海洋同時(shí)，也應(yīng)加快海洋的研究步伐，促進(jìn)海洋的合理開發(fā)，助力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化。
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