全球變暖改變海洋結構：海洋表層10年加深5米！儲熱碳匯功能削弱

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海洋是地球上巨大的儲熱體，洋流形成的熱能傳輸帶對氣候變化起到緩沖作用，而且海洋在與大氣的水循環、碳循環以及氮循環中一直扮演著穩定的重要角色。然而，最新發表在《Nature》上的研究顯示，氣候變化已經改變了海洋的穩定性，破壞了其作為全球恒溫器的作用，並對海洋生物造成了嚴重影響。

研究人員按照地表水與深海水"分離"的方式，對1970年至2018年間獲得的全球海洋溫度和鹽度觀測數據進行分析，發現氣候變化已經嚴重破壞了海洋混合過程。海表水溫暖，隨著海水深度增加溫度會呈下降趨勢，而氣候變化加劇了海表水和深水的這種溫差。全球變暖導致大量冰川融化，融化的淡水匯入海洋，降低了上層海水的鹽度，進一步降低了其密度。通過對比歷年海水密度，發現全球範圍內分隔海洋表層和深層的屏障層正在以更快的速度加強。

海洋各層之間的溫度和密度差異越來越大，就像水面漂浮著一層油一樣，使得與大氣層接觸的海表水與下層海洋的混合效率降低，導致氧氣、熱量和碳都無法滲透到海洋深處，從而干擾了海水的儲熱功能和碳匯功能。

研究發現，在過去半個世紀裏，由於氣候變化而增強的季風使海洋表層每10年加深5-10米，與預期完全相反。大量的海洋動物生活在海洋表層，依賴於浮遊植物生存。隨著季風的增加，浮遊植物被翻攪到海洋深處，而海洋深處缺乏植物生長所需的光線，導致浮遊植物死亡，更廣泛的食物網被破壞。

研究人員表示，盡管科學家們已經意識到海洋底層結構發生的這些根本性變化，但沒有預料到的是這種變化以六倍的速度進行著。根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的數據，海洋吸收了大約四分之一的溫室氣體和90％以上的溫室氣體產生的熱量，在緩解氣候變化的影響中發揮著至關重要的作用。而海洋結構的變化導致海洋吸收熱量和二氧化碳的功能減弱，從而減弱了在緩沖氣候變化方面的作用。

近年來，越來越多的科學家意識到全球變暖對海洋帶來的潛在影響。2019年，發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的研究指出，按質量比計，本世紀末海洋中五分之一的生物將滅絕。2020年9月發表於《自然氣候變化》（Nature Climate Change）的一項研究指出，從1960年到2018年近60年以來，全球海洋分層增加了5.3％，海洋表面變暖可能引起更強烈的颶風。2021年2月，《自然地球科學》（Nature Geoscience）的研究顯示，當前大西洋子午翻轉環流（AMOC）是近千年來最弱的，這個巨大載熱洋流的減弱影響了整個歐洲天氣和美國海平面。大量降水和格陵蘭冰蓋的融化增加了海洋表層的淡水，擾亂了溫暖高鹽的海表水從赤道向北輸送、低鹽深水送回南方的正常循環。越來越多的研究者在打破沉默，為地球未來和人類福祉發出警示，避免人類走向災難性的未來！

參考文獻： 1. Summertime increases in upper-ocean stratification and mixed-layer depth, Nature, 2021, volume 591, pages592–598.

2. Global ensemble projections reveal trophic amplification of ocean biomass declines with climate change, PNAS, 2019, 116 (26), p12907-12912.

3. Increasing ocean stratification over the past half-century, Nature Climate Change, 2020, Vol.10, p1116–1123.

4. Current Atlantic Meridional Overturning Circulation weakest in last millennium, 2021, Nature Geoscience, Vol.14, p118–120.

責編：朱張航宇