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大洋能量探究 了解海洋的氣候密碼

發布時間:2022-11-14
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作為全球經濟的一個主要驅動力,海洋承載了90%以上的世界貿易,維系著距海岸100公里以內全球40%的人類生活。海洋內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象。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。

深海大洋如何獲取能量?

中國海洋大學海洋與大氣學院院長林霄沛教授說,海洋的能量,其實最主要來源來自于太陽,分成兩種:一種是由于太陽輻射給帶來的熱能,這個是最大的。其次就是由于太陽照耀到地球上,引起地球的風,風輸注入給海洋的機械能,形成了讓海洋運動的動能。除此之外,驅動海洋環流能量,還包括潮汐運動,主要來自于月球和太陽,以及地球內部的地熱。

數據分析發現,風既可通過大洋環流向海洋輸入能量,又可通過海浪向海洋中輸入機械能。當風輸入海洋的能量產生變化時,海洋環流就會發生相應的改變,導致海洋里面熱量分配發生改變,最終表現為海水特別是海表面的溫度異常。

大洋能量如何從海洋表層傳遞到海洋深層?

熱量深入海洋的這個過程,主要就是要通過海洋內部的混合,那么這個混合的過程,實際上就會把熱量從上層海洋攪拌到深層海洋。這是一個途徑。第二個途徑,就是通過風輸入到海洋的這個動能。一開始也是主要作用在海洋的表層和上層。主要就集中在海洋的上100米。那么100米以下它也是要通過一些特殊的過程,比如說有中尺度渦流,再配合上海洋的里的一些向下傳播的波動。它們就像一個通道一樣,可以把這個能量從上層傳遞到深層大洋,最終驅動深層大洋的變化。

如何導致環流所帶來的熱量輸送的變異?

由于風力是驅動海洋環流的主要動力之一,因此海表風加速導致了平均海洋環流加速。而分析結果也表明,這種延伸至深海的海洋環流加速主要是由行星尺度的海表面風加速引起的。

首先,海洋環流加速,意味著海洋對熱量進行再分配的過程加速。更強大的熱帶洋流能把更多溫暖海水帶到高緯度地區,北極冰川的融化速度可能會因此加快。高緯度地區變暖也可能改變天氣模式,影響區域氣候。其次,海洋環流加速有可能導致熱量在垂直方向上交換增強,更多熱量進入深海,增加海洋深處的熱量儲存,幫助減緩陸地變暖。此外,由于二氧化碳在溫水中溶解度較低,可能會削弱海洋對大氣二氧化碳的吸收作用。最后,海洋環流加速可能會對海洋生態系統、漁業資源等產生重要影響。

文章來源:新華網
責任編輯:孫玥

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