全球气候变暖下的海洋(1)
我们赖以生存的地球在过去的46亿年里慢慢演化着，并且日益受到人类的影响。由于人类活动，大气中的温室气体(二氧化碳、甲烷等)在不断增加，致使全球气温升高。全球气候变暖及其对人类社会与生态系统的影响已成为人类面临的最重要问题之一。
由于全球气候变化与人类的生存发展息息相关，全球气候变暖也因此成为全人类共同关注的焦点之一。由于海洋与气候变化密切相关，关于海洋对全球气候变暖响应的研究也是当今海洋学研究的核心内容之一。
海洋在全球气候变化中的作用
海洋面积约占地球表面面积的71%，最大垂向深度超过1万米，海洋中蕴藏着丰富的矿产资源和能源，其容纳量和覆盖范围都非常之大。
其实，幽深而富饶神秘的海洋也是分层的：在上层海洋中存在明显的层结，自上而下可分为混合层、季节性温跃层与永久温跃层；永久温跃层及其以下更多以水团划分，包括中层水、下层水和底层水。
, 百拇医药
海洋的上边界层直接与大气底边界层接触，可以为大气提供充足的水汽。而且，海洋环流携带的巨大热量能在全球范围内进行分配，进而调节着海洋大气之间的能量交换，如黑潮、湾流以及赤道上升流区，都是海水，气能量交换最强的海区。海洋环流的演变能够通过改变海洋与大气之间的能量交换，进而影响到气候的长期变化。如果海洋发生异常，如洋流流动路径等改变，其携带的惊人能量会对气候产生巨大影响。众多科学研究结果已经证实了这一点。
那么，海洋到底是如何影响全球气候的呢?以近年来大家都熟知的“厄尔尼诺”为例，它是指赤道中东太平洋海水大范围持续异常增温现象。海水温差越大，厄尔尼诺的强度越强。厄尔尼诺能够影响大气中的辐散环流
沃克(Walker)环流和哈德莱(Hadley)环流，导致降雨带的分布发生变化，进而对气候产生影响。每当厄尔尼诺出现时，全球大气环流和气候均显现出异常变化，洪灾、干旱、雷雨大风、龙卷风、冰雹等灾害频繁发生。而且随着全球气候变暖趋势的日益增加，厄尔尼诺事件发生的频率也越来越高。作为一种全球性灾害，厄尔尼诺对于我国的区域大气环流、降水、气温、台风活动等都存在重要影响。当然，厄尔尼诺事件只是众多海洋影响气候事件中的一例。
, 百拇医药
事实上，不仅海洋会影响气候变化，全球气候变暖所引发的气候变化同样也在改变着海洋。
全球气候变暖下海洋的响应
在我国北方，十几年前孩子们冬季在冰面上行走玩耍的场景，出现的时间越来越晚了，如今在雪地里和小伙伴一起打雪仗嬉戏的场面，也很少见到了。我们不时会看到新闻报道中提到一些地势低洼的沿海地区和国家正遭受着被海水淹没的威胁。人们的切身感受及众多研究表明，当前，全球气候变暖已是不争的事实。在这样的大背景下，海洋会有怎样的响应呢?
对于全球气候变暖，两极海域和其他大洋产生的响应主要表现在温盐的变化、海平面的升降、热含量变化等几个方面。
海冰是气候变化的指示器，气候的扰动情况，人们最容易从海冰的变化中找到对应信号。在两极海域，观测研究表明，20世纪北极的气候发生了重大变化，1970～2000年间，海冰表面的大气温度显著升高，北冰洋东部、巴伦支海及日耳曼海夏季冰急剧减少。次表层海洋(大约位于表层数十米以下至250米以浅的深度)资料揭示，自20世纪50年代以来，北极的海冰变薄了很多。在南大洋，自20世纪90年代以来，人们获得了大量有关700～1000米深度的海水温度数据。这些数据比相同区域先前观测到的温度要高，南大洋中层温度在20世纪80年代比30年前升高了0.17℃，升温幅度大于全球其他海域，并且主要集中在南极绕极流海域。南大洋与南极气温的增暖量值几乎相当，其中增暖最快的区域在南纬45。到南纬60。间的南极绕极流纬度范围内。
, 百拇医药
在印度洋和太平洋深海也出现了温度升高现象。研究人员对印度洋深海进行的测定表明，900米深的海水温度在1962～1987年间升高了0.5℃。在南太平洋深海进行的测定也得到了类似结果。印度洋和南太平洋深处的海水主要来自南极附近海域的海洋表面，所以印度洋和南太平洋深海水温的升高说明南极附近海洋表面的水温是在升高的。据此人们推测，海水温度升高必然会引起海平面上升和海水盐度下降。这是因为海水的热膨胀会引起海平面上升。至于海水盐度的下降，则是由于气温升高后空气中所含水蒸气增多，降水量增大，从而使海水得到稀释所致。研究人员实际测定的结果也证明了前面提到的猜测，印度洋海平面在1962～1987年间升高了3.5厘米，印度洋500～1500米深的海水盐度比过去也有所下降。通过1930～1980年间的历史水文数据与1985～1994年间来自太平洋和印度洋中层水横跨大洋的6个水道截面在不同时段所对应的水文特征比较，人们发现，北太平洋中层水(中层水主要指在高盐次表层水以下的低盐水层，源自西风漂流辐聚区表层海水下沉而形成的水层)和南极附近海洋中层水都随时间表现出一致的海盆尺度(海盆尺度在此海域指数千公里至上万公里范围)的盐度降低，这可能是由于表层海水的淡化所致。观测表明，在过去的几十年里，北太平洋和南大洋高纬地区的降水增加了很多。
, http://www.100md.com
在已经过去的20世纪，海平面的变化也较为显著，全球平均海平面变化主要有两方面的原因：第一，由海水温盐的变化所导致的海水密度变化，从而引起海水体积发生变化；第二，由于冰川和冰盖的溶化或凝结、降水、蒸发、河流径流和融冰等作用造成的海水质量(重量)的增减。这些过程是导致海平面变化的主要因素，而且跟海水与大气和陆地间的水交换有密切关系。研究人员计算后发现：1993～1998年，热膨胀海平面上升率为(3.1±0.4)毫米/年，与同一时期通过卫星测量得到的上升率(3.2±0.2)毫米/年相近。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2001和2007年发表的评估报告，在20世纪全球海平面因气候增暖导致的平均上升率，约为1～2毫米/年，但不同地区的差异相当大。这主要是因为全球气候增暖影响了海洋环流，从而导致区域性的海平面变化情况不一。
全球气候增暖也直接导致了海温的变化，与海温最直接相关的是海洋热含量的变化。由于海洋具有巨大的热容量，在气候系统的热量储存和输送方面起着非常重要的作用。根据观测，海洋热含量在过去50年里增加了大约18.2×1022焦耳。引起这种变化的根本原因在于全球气候变暖。
全球气候变暖还可能会对海洋环流产生影响。在全球海洋环流中，除了海表受风吹动产生“风生洋流”外，深层还存在因海水密度梯度而形成的深海环流，由于海水密度是由温度和盐度决定的，所以这种环流被称为“温盐环流”。全球大洋温盐环流大致如图1所示，其在北大西洋的部分，和, 百拇医药(刘长建 杜岩)
由于全球气候变化与人类的生存发展息息相关，全球气候变暖也因此成为全人类共同关注的焦点之一。由于海洋与气候变化密切相关，关于海洋对全球气候变暖响应的研究也是当今海洋学研究的核心内容之一。
海洋在全球气候变化中的作用
海洋面积约占地球表面面积的71%，最大垂向深度超过1万米，海洋中蕴藏着丰富的矿产资源和能源，其容纳量和覆盖范围都非常之大。
其实，幽深而富饶神秘的海洋也是分层的：在上层海洋中存在明显的层结，自上而下可分为混合层、季节性温跃层与永久温跃层；永久温跃层及其以下更多以水团划分，包括中层水、下层水和底层水。
, 百拇医药
海洋的上边界层直接与大气底边界层接触，可以为大气提供充足的水汽。而且，海洋环流携带的巨大热量能在全球范围内进行分配，进而调节着海洋大气之间的能量交换，如黑潮、湾流以及赤道上升流区，都是海水，气能量交换最强的海区。海洋环流的演变能够通过改变海洋与大气之间的能量交换，进而影响到气候的长期变化。如果海洋发生异常，如洋流流动路径等改变，其携带的惊人能量会对气候产生巨大影响。众多科学研究结果已经证实了这一点。
那么，海洋到底是如何影响全球气候的呢?以近年来大家都熟知的“厄尔尼诺”为例，它是指赤道中东太平洋海水大范围持续异常增温现象。海水温差越大，厄尔尼诺的强度越强。厄尔尼诺能够影响大气中的辐散环流
沃克(Walker)环流和哈德莱(Hadley)环流，导致降雨带的分布发生变化，进而对气候产生影响。每当厄尔尼诺出现时，全球大气环流和气候均显现出异常变化，洪灾、干旱、雷雨大风、龙卷风、冰雹等灾害频繁发生。而且随着全球气候变暖趋势的日益增加，厄尔尼诺事件发生的频率也越来越高。作为一种全球性灾害，厄尔尼诺对于我国的区域大气环流、降水、气温、台风活动等都存在重要影响。当然，厄尔尼诺事件只是众多海洋影响气候事件中的一例。
, 百拇医药
事实上，不仅海洋会影响气候变化，全球气候变暖所引发的气候变化同样也在改变着海洋。
全球气候变暖下海洋的响应
在我国北方，十几年前孩子们冬季在冰面上行走玩耍的场景，出现的时间越来越晚了，如今在雪地里和小伙伴一起打雪仗嬉戏的场面，也很少见到了。我们不时会看到新闻报道中提到一些地势低洼的沿海地区和国家正遭受着被海水淹没的威胁。人们的切身感受及众多研究表明，当前，全球气候变暖已是不争的事实。在这样的大背景下，海洋会有怎样的响应呢?
对于全球气候变暖，两极海域和其他大洋产生的响应主要表现在温盐的变化、海平面的升降、热含量变化等几个方面。
海冰是气候变化的指示器，气候的扰动情况，人们最容易从海冰的变化中找到对应信号。在两极海域，观测研究表明，20世纪北极的气候发生了重大变化，1970～2000年间，海冰表面的大气温度显著升高，北冰洋东部、巴伦支海及日耳曼海夏季冰急剧减少。次表层海洋(大约位于表层数十米以下至250米以浅的深度)资料揭示，自20世纪50年代以来，北极的海冰变薄了很多。在南大洋，自20世纪90年代以来，人们获得了大量有关700～1000米深度的海水温度数据。这些数据比相同区域先前观测到的温度要高，南大洋中层温度在20世纪80年代比30年前升高了0.17℃，升温幅度大于全球其他海域，并且主要集中在南极绕极流海域。南大洋与南极气温的增暖量值几乎相当，其中增暖最快的区域在南纬45。到南纬60。间的南极绕极流纬度范围内。
, 百拇医药
在印度洋和太平洋深海也出现了温度升高现象。研究人员对印度洋深海进行的测定表明，900米深的海水温度在1962～1987年间升高了0.5℃。在南太平洋深海进行的测定也得到了类似结果。印度洋和南太平洋深处的海水主要来自南极附近海域的海洋表面，所以印度洋和南太平洋深海水温的升高说明南极附近海洋表面的水温是在升高的。据此人们推测，海水温度升高必然会引起海平面上升和海水盐度下降。这是因为海水的热膨胀会引起海平面上升。至于海水盐度的下降，则是由于气温升高后空气中所含水蒸气增多，降水量增大，从而使海水得到稀释所致。研究人员实际测定的结果也证明了前面提到的猜测，印度洋海平面在1962～1987年间升高了3.5厘米，印度洋500～1500米深的海水盐度比过去也有所下降。通过1930～1980年间的历史水文数据与1985～1994年间来自太平洋和印度洋中层水横跨大洋的6个水道截面在不同时段所对应的水文特征比较，人们发现，北太平洋中层水(中层水主要指在高盐次表层水以下的低盐水层，源自西风漂流辐聚区表层海水下沉而形成的水层)和南极附近海洋中层水都随时间表现出一致的海盆尺度(海盆尺度在此海域指数千公里至上万公里范围)的盐度降低，这可能是由于表层海水的淡化所致。观测表明，在过去的几十年里，北太平洋和南大洋高纬地区的降水增加了很多。
, http://www.100md.com
在已经过去的20世纪，海平面的变化也较为显著，全球平均海平面变化主要有两方面的原因：第一，由海水温盐的变化所导致的海水密度变化，从而引起海水体积发生变化；第二，由于冰川和冰盖的溶化或凝结、降水、蒸发、河流径流和融冰等作用造成的海水质量(重量)的增减。这些过程是导致海平面变化的主要因素，而且跟海水与大气和陆地间的水交换有密切关系。研究人员计算后发现：1993～1998年，热膨胀海平面上升率为(3.1±0.4)毫米/年，与同一时期通过卫星测量得到的上升率(3.2±0.2)毫米/年相近。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2001和2007年发表的评估报告，在20世纪全球海平面因气候增暖导致的平均上升率，约为1～2毫米/年，但不同地区的差异相当大。这主要是因为全球气候增暖影响了海洋环流，从而导致区域性的海平面变化情况不一。
全球气候增暖也直接导致了海温的变化，与海温最直接相关的是海洋热含量的变化。由于海洋具有巨大的热容量，在气候系统的热量储存和输送方面起着非常重要的作用。根据观测，海洋热含量在过去50年里增加了大约18.2×1022焦耳。引起这种变化的根本原因在于全球气候变暖。
全球气候变暖还可能会对海洋环流产生影响。在全球海洋环流中，除了海表受风吹动产生“风生洋流”外，深层还存在因海水密度梯度而形成的深海环流，由于海水密度是由温度和盐度决定的，所以这种环流被称为“温盐环流”。全球大洋温盐环流大致如图1所示，其在北大西洋的部分，和, 百拇医药(刘长建 杜岩)