發(fā)布時間：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——與科學家聊“天”》邀請國家氣候中心氣候服務首席專家周兵、中國氣象科學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”，您覺得蘊含著什么樣的意義？我們應當如何理解他們之間的關(guān)系？
周兵：今年3月23日是第61個世界氣象日，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)中海洋功能將進一步加強，世界氣象組織致力于為聯(lián)合國“海洋科學促進可持續(xù)發(fā)展十年”（2021年至2030年）作出貢獻，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“安全海洋”、“預測海洋”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)動機和氣候調(diào)節(jié)器，處于可持續(xù)發(fā)展、氣候變化和減少災害風險等全球發(fā)展目標的核心地位。同時，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。
天氣是指某一個地區(qū)的大氣中各種自然現(xiàn)象在某個時刻所處的狀態(tài)，可以通過觀測監(jiān)測定量描述；氣候是指各種氣象要素和天氣現(xiàn)象在較長一段時間內(nèi)的平均狀況或統(tǒng)計狀況，可通過分析計算獲取統(tǒng)計特征；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)，其起因是自然波動或人類活動。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害。世界氣象組織、國家氣象、水文部門等實體積極支持國際社會努力監(jiān)測海洋溫度、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。
海洋對大氣運動和氣候變化起著十分重要的作用。海洋內(nèi)部的洋流運動以及海陸之間的熱力差，塑造了地球上風格迥異的自然景觀和復雜多樣的天氣氣候現(xiàn)象，如北大西洋暖流給北歐一些國家?guī)韮?yōu)美的生態(tài)環(huán)境和優(yōu)越的生活方式，東亞季風性氣候和南亞季風性氣候為亞洲國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來風調(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。因為海洋的熱慣性比較大，相同體積的海水存儲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)在這個樣子，可能不適應人類居住。但是有了海洋以后，就會維持現(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 ：Ｑ筮€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。如果沒有海洋的話，我們呼吸的空氣會比較干燥，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：觀測事實表明，目前地球氣候系統(tǒng)處于一個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，2011-2020年是有氣象記錄以來最暖的十年，2020年是有1850年以來最暖的三個年份之一。同時，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。全球高溫熱浪頻繁發(fā)生，極端冷事件強度加強，陸地上的強降水事件增加，干旱事件持續(xù)時間更久、強度更強。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，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，導致海洋持續(xù)酸化，對于超過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。熱帶氣旋帶來的風和降雨有所增加，以及極端海浪有所增加，再加上相對海平面的上升，加劇了極端海平面事件和沿海災害。
全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，引發(fā)對海洋安全、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變化，導致物種組成、豐度和生物量等的轉(zhuǎn)移。同時，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對許多地區(qū)產(chǎn)生嚴重影響；海洋動物群落的全球生物量及其產(chǎn)量和漁業(yè)捕撈潛力均會下降，物種組成也會發(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險將增加。
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，未來海洋熱浪也會更加頻繁出現(xiàn)。這將對海洋生態(tài)造成較大的沖擊，包括魚類、海藻都會受到影響。
特別需要指出的是，由于海洋現(xiàn)在已經(jīng)存儲了大量的過剩熱量，且深度達到兩千多米。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，這些熱量終究還會重新上翻到海表?？紤]到那時地球表面溫度已經(jīng)升高不少，海洋上翻的熱量會導致全球氣溫二次上升，并給全球氣候帶來更加嚴重的影響，海洋熱量的這種延遲效果應該予以重視。
2015年全球海表溫度異常（超強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、臺風活動等不同種類的天氣氣候現(xiàn)象，催生了地球上破壞力極強、影響最廣泛的極端天氣氣候事件，而科學探索發(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)合國海洋科學促進可持續(xù)發(fā)展的十年，“安全海洋”、“預測海洋”和“透明海洋”必將成為氣象科技工作者和社會大眾關(guān)注的焦點。對我國氣象科技工作者而言，將迎來海洋氣象新的時代。作為全球經(jīng)濟的一個主要驅(qū)動力，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重的今天，更精密地觀測海洋、深入了解海洋的氣候密碼，比以往任何時候都顯得更加重要。
“海洋，我們的氣候和天氣”的世界氣象日主題也向社會宣告21世紀已經(jīng)正式開啟“海洋世紀”，希望世界各國人民了解和支持世界氣象組織的活動，喚起人們對氣象工作的重視和熱愛，推廣氣象學在航空、航海、水利、農(nóng)業(yè)和人類其他活動等方面的應用。海天一色同繪藍色星球，唇齒相依共護綠色家園。在氣候變化影響日益嚴重的今天，陸地、海洋和大氣的相互作用也成為人們關(guān)注的焦點。更精密地觀測海洋、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意識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。我們平常接觸到的天氣氣候，跟遙遠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。其實我們對海洋的認識還非常有限，還有很多的未知，包括遠海、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測天氣和氣候。
例如，目前的全球變暖還影響到厄爾尼諾的變化。厄爾尼諾是一個熱帶太平洋海氣耦合最為顯著年際信號，以熱帶太平洋東部出現(xiàn)暖的海溫異常為標志。厄爾尼諾能夠影響全球多個地區(qū)的氣候異常，對我國氣候也有重要影響。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，東西跨度也相應縮小。這種改變造成對我國等區(qū)域氣候的影響范圍和強度都發(fā)生了變化，也給我國氣候預測帶來更多的困難。
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。實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，其實在海洋里面也能找到答案。綠色能源包括海上風能、海洋潮汐、海流等，這些都是很好的可再生能源。在大力減排保護海洋同時，也應加快海洋的研究步伐，促進海洋的合理開發(fā)，助力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化。
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