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太平洋“冷舌”的奧秘何在

2023年08月24日 14:15 | 作者:張夢(mèng)然 | 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 分享到: 

廣闊的太平洋隱藏著很多秘密,等待人們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

多年來(lái),氣候模型一直預(yù)測(cè),隨著溫室氣體排放量的增加,海水將會(huì)變暖。在大多數(shù)情況下這很正確,然而在太平洋的一片海域,情況卻恰恰相反。

太平洋“冷舌”,從厄瓜多爾向西延伸的海洋區(qū)域比預(yù)期更涼爽。

圖片來(lái)源:《新科學(xué)家》網(wǎng)站

從厄瓜多爾海岸向西延伸數(shù)千公里,有一條“冷舌”,在過(guò)去30年里一直在冷卻。為什么東太平洋的這片地區(qū)與人們的預(yù)測(cè)背道而馳?

科學(xué)家越來(lái)越迫切地試圖挖掘“冷舌”之謎。美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校大氣與海洋科學(xué)副教授佩德羅·迪內(nèi)齊奧稱其為“氣候科學(xué)中最重要的未解之謎”。因?yàn)槿藗儾恢罏槭裁磿?huì)發(fā)生這種降溫,那也意味著,人們也不知道它何時(shí)會(huì)停止,或者是否會(huì)突然變暖。

這條“冷舌”可能影響全球。冷舌的未來(lái)可能決定美國(guó)加州是否會(huì)遭受永久性干旱,或者澳大利亞是否會(huì)遭受更加致命的野火;它會(huì)影響印度季風(fēng)季節(jié)的強(qiáng)度和非洲之角發(fā)生饑荒的可能性,甚至可通過(guò)調(diào)整地球大氣層對(duì)不斷增加的溫室氣體排放的敏感性,改變?nèi)驓庾兂潭取?/p>

與氣候模型不一致的東太平洋

當(dāng)研究人員在20世紀(jì)90年代首次發(fā)現(xiàn)“冷舌”時(shí),他們將其歸因于該地區(qū)極端但自然的變化。

哥倫比亞大學(xué)地球物理研究所教授理查德·西格是最早挑戰(zhàn)這一觀點(diǎn)的人之一。1997年,他與人合著了一篇論文,警告赤道太平洋正在變冷,這是氣候模型中未見(jiàn)的趨勢(shì)。此后,海面溫度數(shù)據(jù)證實(shí)了西格的懷疑。

如今,越來(lái)越多的科學(xué)家擔(dān)心:如果氣候模型不能反映“冷舌”,它們可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的誤導(dǎo)。

西太平洋海水變暖和東太平洋海水變冷,導(dǎo)致東太平洋大片地區(qū)出現(xiàn)更多的低洼云層。云層越密意味著反射的陽(yáng)光越多。反過(guò)來(lái),這意味著進(jìn)入地球大氣層并因溫室氣體而被困的熱量減少。換句話說(shuō),東太平洋變冷會(huì)減緩全球變暖的速度。

然而目前,各國(guó)政策制定者依然傾向于根據(jù)東太平洋變暖的模型來(lái)獲得氣變預(yù)測(cè)。

為了預(yù)測(cè)接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么,人們首先需要了解現(xiàn)在正在發(fā)生什么。當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界的觀測(cè)結(jié)果與氣候模型不一致,氣候科學(xué)家必須尋找出其中的原因。

是什么驅(qū)動(dòng)了“冷舌”

一些人認(rèn)為,“冷舌”的答案可能出自南極洲周圍南大洋的寒冷海洋。隨著全球氣溫上升,南極冰川融化可能是驅(qū)動(dòng)因素之一。而臭氧消耗和溫室氣體排放增加正在增強(qiáng)該地區(qū)的風(fēng)力,加劇冷空氣從南極洲到南大洋表層水域的移動(dòng)。

另一個(gè)可能的解釋是,氣候變化正在改變太平洋的風(fēng)和海洋上升流(較冷的水從深海上升到海面的過(guò)程)。如前所述,西太平洋自然比東太平洋溫暖。這在一定程度上要?dú)w功于東太平洋冷水的上涌,使那里的表面溫度保持較低。

美國(guó)耶魯大學(xué)海洋與大氣科學(xué)教授阿列克謝·費(fèi)多羅夫認(rèn)為,隨著氣候變化的進(jìn)展,這種情況會(huì)被放大。當(dāng)二氧化碳濃度增加時(shí),陽(yáng)光的輻射效應(yīng)在西部會(huì)更有效,因?yàn)槔渌竭_(dá)海面不會(huì)產(chǎn)生任何調(diào)節(jié)作用。

隨著西太平洋上空的暖空氣擴(kuò)張,它會(huì)上升,更重、更冷的空氣就會(huì)涌入取代它,因此信風(fēng)從東向西吹得更加強(qiáng)勁。這加劇了東太平洋冷水的上升,促進(jìn)區(qū)域進(jìn)一步變冷。但這種影響很少被現(xiàn)有模型考慮在內(nèi)。

為了解開(kāi)“冷舌”謎團(tuán),人們需要更智能的氣候模型,能更好地模擬從云層到洋流、風(fēng)和冰川融化等各種因素。

科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始使用超級(jí)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)新一代模型。早期的實(shí)驗(yàn)已取得了有希望的結(jié)果,模型的溫度趨勢(shì)與觀測(cè)到的更為接近,但運(yùn)行它們的成本實(shí)在是高昂。

解謎目的是為未來(lái)作好準(zhǔn)備

但找尋原因只是解開(kāi)“冷舌”之謎的第一步。最終,人們需要知道這種降溫趨勢(shì)是暫時(shí)的還是永久的。

一些研究人員認(rèn)為,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,氣候模型將被證明是正確的。向大氣中排放大量溫室氣體的基本物理學(xué)意味著東太平洋最終將“翻轉(zhuǎn)”回變暖狀態(tài)。這種逆轉(zhuǎn)何時(shí)發(fā)生則是另一回事:有人說(shuō)可能會(huì)在20年內(nèi)發(fā)生,另一些人則認(rèn)為可能會(huì)在100年內(nèi)發(fā)生。

如果它確實(shí)逆轉(zhuǎn),人們需要知道這將如何影響整個(gè)全球變暖。當(dāng)前的厄爾尼諾現(xiàn)象可能在今年晚些時(shí)候達(dá)到頂峰,這為探討“冷舌”相關(guān)問(wèn)題提供了機(jī)會(huì)。

不過(guò),太平洋是地球上最大、最深的海洋,其面積之大甚至超過(guò)了所有陸地的總和,想要了解它藏匿著的巨大自然變化是如何影響世界各地的天氣的,依然是一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。

編輯:馬嘉悅