水下湍流被揭示为气候变化的一个关键因素

水下湍流被揭示为气候变化的一个关键因素我们可以把海洋想象成一个蛋糕层，底部是较冷的、密度较大的水，顶部是较暖的、较轻的水。水从暖到冷，又从冷到暖，就像在传送带上一样循环。在北大西洋，密集的（冷的）水向南走到赤道，而较轻的（暖的）水则向相反方向走。这个传送带的大西洋部分被称为大西洋经向翻转环流（AMOC），它在调节全球热量和碳负荷方面起着关键作用。通常，热量和碳沿着一个密度相同的海洋层水平移动，但它们也可以在不同密度的层之间垂直移动。这就是更深的水被带到海洋表面的方式。一项新的研究考察了大西洋的水下波浪如何影响热量和碳的移动。该研究的共同作者阿里-马沙耶克博士说："大西洋在影响全球气候方面很特别，它有一个强大的从上游到深海的极地循环，水在表面的移动也比在深海的移动快"。热量和碳通过不同密度的层向上移动主要是由水下波浪引起的。虽然水下波浪的现象是众所周知的，但人们对它们如何移动热量和碳却知之甚少。在过去的几十年里，研究人员调查了AMOC是否是北极失去冰盖的原因，同时导致南极洲的冰层增长。在目前的研究中，研究人员使用了来自各种观测平台的数据，包括远程传感器、船舶和自主浮标。他们发现，来自北大西洋的热量到达南极的速度比以前认为的快得多。此外，海洋内的湍流，特别是来自水下的大浪--其中一些可高达1640英尺（500米），这会影响气候。研究人员发现，热量和碳在海洋层之间的移动是由小规模的湍流带来的，这一点在气候模型中没有得到适当的体现，气候模型使用定量方法来模拟大气、海洋、冰和陆地的相互作用以预测未来气候。湍流主要影响了从大西洋向南移动到南大洋的深层水域。研究人员得出结论，这些水携带的热量和碳很有可能会在不同的密度层中移动。"气候模型确实考虑了湍流，但主要是在它如何影响海洋环流方面，"主要作者LauraCimoli博士说。"但我们发现，湍流本身是至关重要的，它在有多少碳和热量被海洋吸收，以及被储存在哪里方面起着关键作用。"该研究的发现意味着重新思考气候模型中小规模湍流的重要性。马沙耶克说："许多气候模型对微尺度湍流的作用有一个过于简单的表述，但我们已经表明它是重要的，应该更加谨慎地对待。"研究人员呼吁将湍流传感器纳入世界各地的观测阵列中，以便科学家能够更准确地预测气候变化。这项研究发表在AGUAdvances杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350281.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350281.htm

研究认为气候变化改变洋流 可能招致源自海洋的灾难

研究认为气候变化改变洋流可能招致源自海洋的灾难这些研究人员最近发表在《自然-气候变化》上的一项研究发现，到2100年，大西洋经向翻转环流和南方经向翻转环流的速度可能会减慢高达42%。模拟的最坏情况甚至表明，SMOC可能在2300年前完全停止。"对36个地球系统模型在一系列气候情景下的预测分析表明，不受控制的全球变暖可能导致海洋深层环流的关闭，"共同作者、UCI地球系统科学教授J.KeithMoore说。"这将是一场气候灾难，其规模类似于陆地上的冰原完全融化。"在大西洋，当温暖的水在表面向北流动时，它冷却并蒸发，使其变得更咸、更稠密。这些较重的水沉入深海，并向南前进，最终重新上升，从深海携带营养物质，成为海洋生态系统的食物基础。此外，遍布全球的海洋循环为处理大气中的二氧化碳创造了一个强大的工厂。海水和空气的基本物理和化学作用--摩尔和他的同事称之为"可溶性泵"--将二氧化碳吸入海洋。虽然海洋循环将一些碳送回了天空，但净量被封存在海洋深处。此外，浮游植物在进行光合作用和形成碳酸盐外壳时，也会产生"生物泵"。当浮游生物和较大的动物死亡时，它们会下沉，慢慢分解并将碳和营养物质释放到深处。有些会随着环流和上涌而回升，但有一部分仍然储存在海浪之下。循环的中断将减少海洋对大气中二氧化碳的吸收，加剧和延长炎热的气候条件。随着时间的推移，支持海洋生态系统的营养物质将越来越多地滞留在深海，导致全球海洋生物生产力下降。摩尔说，人类依靠溶解性泵和生物泵来帮助清除通过化石燃料燃烧、土地使用方法和其他活动排放到空气中的一些二氧化碳。分析还表明，现在减少温室气体排放可以防止未来深层循环的这种完全关闭。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343133.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343133.htm

研究显示气候变暖致严重湍流增加

研究显示气候变暖致严重湍流增加上周，新加坡航空公司和卡塔尔航空公司的客机相继遭遇气流颠簸，导致人员伤亡。英国雷丁大学的一项研究发现，过去几十年间，温室气体排放导致的气候变化正在致使湍流现象增加。该研究还发现，北大西洋和美国大陆上空的湍流增加幅度最大，欧洲、中东和南大西洋上空的湍流也大幅增加。研究人员警告称，如果放任气候变化发展，未来几十年严重湍流事件可能会增加一倍，甚至三倍。（CCTV国际时讯）

科学家证实气候变化令飞机越来越颠簸 但不用太担心

科学家证实气候变化令飞机越来越颠簸但不用太担心飞机遇到的气流不止是关系乘客安全的问题，还跟飞机磨损及燃油成本有关，因此这是个值得研究的科学问题，英国雷丁大学的MarkProsser及其团队研究了1979年到2020年期间的气象数据，证明了40多年来导致飞机颠簸的湍流确实增加了。以全球最繁忙的北大西洋上的航线为例，在过去的数十年中，该地区航线中度湍流增加了37%，从70小时增加到96.1小时。重度湍流的年持续时间从1979年的17.7小时增加到2020年的27.4小时，增幅达55%，比中度的还要多。除了大西洋地区的航线之外，欧洲、中东和南大西洋上空的湍流也大幅增加了，这些航线的飞机颠簸也会增多。导致湍流变多的原因则跟全球气候变暖有关，因为空气中二氧化碳浓度越高，气温也会越高，风切变也会越强，进而导致飞机颠簸变多。飞机颠簸增多虽然会导致乘客心理害怕，以及提高航空公司的运营成本，但对安全性来说影响不大，MarkProsser教授表示大家不用过度担心，飞机因为湍流造成的死亡几乎闻所未闻。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365265.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365265.htm

百慕大水域40多年来出现了一种令人不安的气候模式

百慕大水域40多年来出现了一种令人不安的气候模式百慕大大西洋时间序列研究（BATS）团队在BIOS的研究船大西洋探索者号上。图片来源：杰夫-牛顿（JeffNewton）海洋挑战：变暖、氧气减少和酸化长达十年的海洋变暖影响了海洋环流，氧气含量下降导致盐碱化和营养供应发生变化，海洋酸化只是世界海洋面临的部分挑战。1988年，一项名为"百慕大大西洋时间序列研究"（BATS）的综合性持续海洋时间序列观测开始在百慕大群岛东南约80公里处进行。在那里，科学家们每月对海洋表面和深处的物理、生物和化学进行取样。在发表于《海洋科学前沿》（FrontiersinMarineScience）的一篇新论文中，研究人员介绍了这项监测工作的最新发现。"我们的研究表明，在过去的40年中，亚热带北大西洋的表层海洋变暖了约1°C。此外，海洋盐度增加，氧气流失，"作者、亚利桑那州立大学（ASU）朱莉-安-箭牌全球未来实验室下属百慕大海洋科学研究所海洋研究员、亚利桑那州立大学海洋未来学院教授尼古拉斯-贝茨教授说。"此外，从20世纪80年代到2020年代，海洋酸度有所增加"。温暖、变咸、脱氧、酸性在BATS监测站，自20世纪80年代以来，海洋表面温度每十年上升约0.24°C。加起来，现在的海洋温度比40年前高出约1°C。研究人员发现，在过去四年中，海洋温度的上升幅度也超过了前几十年。不仅监测到的海水温度升高，而且表层的盐度也更高，这意味着海水中溶解了更多的盐分。最新数据显示，与地表温度一样，这种盐度在过去几年中也不成比例地增加了。贝茨说："我们怀疑这是海洋温度和环境变化（如大气变暖和全球最热年份）更广泛、更近期的趋势和变化的一部分。"同时，数据显示，在过去40年中，水生生物可利用的氧气量减少了6%。酸度值也发生了变化：现在海洋的酸度比20世纪80年代高出30%，导致碳离子浓度降低。除其他外，这会影响有壳生物维持其外壳的能力。贝茨解释说："2020年代表层水的海洋化学成分已经超出了20世纪80年代观测到的季节范围，海洋生态系统现在所处的化学环境与几十年前不同。这些变化是由于大气中人为二氧化碳的吸收造成的。"长期数据的重要性收集长期数据对于预测即将发生的条件变化非常重要。"这些观测数据让人们了解到近期海洋变暖和海洋化学变化的速度。它们为未来几十年的变化提供了关键的指示，"贝茨说。"它们也证明了地区和全球环境的变化，以及我们个人和社会在不久的将来所面临的生存挑战。"百慕大大西洋时间序列研究（BATS）团队成员在实验室。图片来源：杰夫-牛顿为本研究提供数据的监测站只是遍布全球各大洋的多个长期持续海洋时间序列站点中的两个。夏威夷、加那利群岛、冰岛和新西兰附近的监测站也是监测海洋长期变化的关键。研究人员说，在其中一些站点也观察到了类似的过程，这凸显了了解气候变暖、盐碱化和海洋酸化之间的长期相互作用所面临的挑战和复杂性。参考文献"百慕大大西洋时间序列研究站马尾藻海海洋酸化观测40年（1983-2023年）"，NicholasR.Bates和RodneyJ.Johnson，2023年10月25日，《海洋科学前沿》。DOI:10.3389/fmars.2023.1289931编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404617.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404617.htm

地球过去的极端高温事件导致深海环流减少 预示未来气候混乱

地球过去的极端高温事件导致深海环流减少预示未来气候混乱在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究中，研究人员利用从古代深海沉积物中发现的贝壳化石，发现了5000万年前传送带是如何应对极端高温事件的。当时的地球气候与本世纪末预测的情况相似，如果不采取重大行动减少碳排放的话。海洋在调节地球气候方面发挥着至关重要的作用。它们将赤道的暖水向南北两极流动，平衡地球的温度。如果没有这个循环系统，热带会更热，而两极则会更冷。这一系统的变化与重大和突然的气候变化有关。此外，海洋在清除大气中的人为二氧化碳方面起着至关重要的作用。第一作者、加州大学地球与行星科学系副主任桑德拉-柯特兰-特纳（SandraKirtlandTurner）说："海洋是目前地球表面最大的碳库。""今天，海洋中含有近40000亿吨碳，是大气中碳含量的40多倍。海洋还吸收了大约四分之一的人为二氧化碳排放量，"KirtlandTurner说。"如果海洋环流减慢，海洋对碳的吸收也会减慢，从而增加留在大气中的二氧化碳量。"_ueditor_page_break_tag_有孔虫贝壳帮助科学家拼凑出始新世时期的海洋运动图景，当时大气中的高碳含量导致海水交换速度减慢。资料来源：MarciRobinson，美国地质调查局以前的研究已经测量了地球较近地质时期海洋环流的变化，如上一个冰河时期的变化；但是，这些变化并不能近似地反映当今大气中二氧化碳的水平或地球变暖的情况。其他研究提供了第一个证据，表明深海环流，特别是北大西洋的环流已经开始减缓。为了预测海洋环流如何应对温室气体导致的全球变暖，研究小组将目光投向了始新世早期，即大约4900万年前到5300万年前。当时的地球比现在要温暖得多，在高热基线上，二氧化碳和温度会出现峰值，这种峰值被称为"高热"（hyperthermals）。在此期间，深海的温度比现在高出12摄氏度。在远古时期，海洋的温度又上升了3摄氏度。柯特兰-特纳说："尽管人们对高热事件的确切原因还存在争议，而且它们发生在人类出现之前很久，但这些高热事件是我们对未来气候变化的最好模拟。"加州大学河滨分校的SandraKirtlandTurner和海洋岩芯沉积物样本。图片来源：综合大洋钻探计划有孔虫：古代海洋的微小指标通过分析来自全球不同海底地点的微小贝壳化石，研究人员重建了这些过热事件期间的深海环流模式。这些贝壳来自名为有孔虫的微生物，有孔虫生活在世界各地的海洋中，包括海面和海底。它们的大小与句末的句号差不多。柯特兰-特纳说："生物在制造外壳的过程中，会吸收海洋中的元素，我们可以测量这些外壳的化学成分差异，从而广泛地重建有关古代海洋温度和环流模式的信息。"贝壳本身由碳酸钙构成。碳酸钙中的氧同位素是生物生长的水温和当时地球上冰量的指标。研究人员还研究了贝壳中的碳同位素，这反映了采集贝壳的海水的年龄，或海水与海洋表面隔离的时间。通过这种方法，他们可以重建深层海水的运动模式。有孔虫不能进行光合作用，但它们的外壳能显示附近其他生物（如浮游植物）光合作用的影响。光合作用只在表层海洋中进行，因此最近在表层的水具有富含碳-13的信号，当这些水沉入深海时，这种信号就会反映在贝壳上。相反，长期与地表隔绝的水，随着光合生物残骸的下沉和腐烂，积累了相对较多的碳-12。因此，与'年轻'的水相比，老水的碳-12含量相对较多。气候模型和现代预测科学家经常利用计算机气候模型对当今的海洋环流进行预测。他们利用这些模型来回答这样一个问题："随着地球不断变暖，海洋会发生怎样的变化？"该研究小组同样利用模型模拟了远古海洋对气候变暖的反应。然后，他们利用有孔虫贝壳分析来帮助检验气候模型的结果。在始新世时期，大气中的二氧化碳含量约为百万分之1,000(ppm)，这导致了当时的高温。如今，大气中的二氧化碳含量约为百万分之425。然而，人类每年向大气中排放近370亿吨二氧化碳；如果这种排放水平持续下去，到本世纪末可能会出现与早始新世类似的情况。因此，当务之急是尽一切努力减少排放。她说："这不是一个全有或全无的情况。在碳排放问题上，每一点渐进的变化都很重要。即使是二氧化碳的少量减少，也会减少对自然界的影响、生命损失和变化。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1436100.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436100.htm