夏日炎炎，暢游物理海洋

劉京 陳顯堯

2018年7月31日，由青島海洋科學與技術試點國家實驗室、中國科協青少年科技中心、中國科學院科學傳播局主辦的“慧聚海洋·聲動青春—我是海洋科學演說家”問海夏令營活動歷時九天后圓滿結束。《知識就是力量》記者特別采訪了問海夏令營導師—青島海洋科學與技術試點國家實驗室-海洋動力過程與氣候功能實驗室、中國海洋大學教授陳顯堯，請他為青少年讀者講講有關物理海洋的熱點問題。

問題1：2018年入夏以來，高溫熱浪席卷北半球，歐美以及亞洲多國遭遇持續高溫天氣，北極圈氣溫甚至超過30℃。全球氣候變暖導致的南北極冰川不同程度融化，這些地區的生物（如北極熊、企鵝等）也深受影響。全球變暖造成的影響可逆嗎？

陳顯堯：由于人類活動排放溫室氣體導致的全球變暖是過去地球氣候變化歷史上沒有出現過的現象。因此，我們還無法確定當前全球變暖所造成的影響是否可逆。關于今年夏天北極圈氣溫超過30℃的現象，我個人的觀點是需要注意新聞字面的意思與讀者所產生的不同理解之間的區別，需要科學地解釋和分析觀測數據。目前，觀測到氣溫超過30℃的是挪威北部的班納克（Banak）氣象站，是北極周邊局部陸地區域的氣溫，并不是整個北極的平均溫度。目前還很難說這一現象是否與全球變暖有關。但是，我們生活在氣候變暖的長期趨勢之中，每一個變化都是以長期氣候變暖為基礎的。

問題2：如果南北極冰川全部融化，需要多長時間？那時海平面會上升多少？南北極的生物會滅絕嗎？

陳顯堯：南極冰蓋大約有2650萬立方千米，如果全部融化，將導致全球海平面上升大約58米；格陵蘭冰蓋大約有285萬立方千米，如果全部融化，將導致全球海平面上升大約7.2米；北極主要是漂浮在海水上的海冰，海冰融化并不會增加整個海洋的體積，因此北極海冰融化不會導致海平面上升。無論是南極冰蓋，還是格陵蘭冰蓋，在很長一段時間內都不可能完全融化，因此短期內不會出現海平面上升十幾米甚至幾十米的現象。

隨著南極冰蓋、格陵蘭冰蓋和北極海冰的融化，南北極的生物種群和生態系統一定會受到不同程度的影響，例如北極熊、企鵝等在特定的寒冷環境下生存的生物種群可能會因為環境的變遷、覓食習慣不適應于環境變化等問題而出現生存危機。但是，我個人認為，出現生物滅絕的可能性很小。

問題3：您在《自然》雜志上的文章揭示了陸地冰川冰蓋受熱融化對全球海平面的影響，您認為面對全球氣候變暖及不斷上升的海平面，我們該怎么辦？

陳顯堯：首先，必須做好應對短期氣候災害的準備工作。全球氣候變暖和海平面上升對人類的影響有一個時間尺度的問題，氣候系統可能會經過百年或千年的時間尺度來適應溫室氣體的持續增加，但是人類社會必須馬上應對因為全球氣候變暖導致的高溫、熱浪、海平面上升、海岸侵蝕、土地鹽堿化等問題。

其次，我們距離完全了解地球氣候系統的變化規律還差很遠。要繼續加強科學研究，加深對全球氣候系統內在規律和變化特征的認識。

問題4：物理海洋學和海洋物理學有什么不同？

陳顯堯：物理海洋學主要研究海水的各類運動和海洋與大氣圈、冰凍圈、巖石圈和生物圈等不同圈層相互作用的規律，而海洋物理學主要是研究海洋中的聲、光、電等現象和過程。兩者都屬于海洋科學，但是側重點不同。前者在空間和時間尺度上都大于后者，例如海洋光學、聲學的研究很多可以在實驗室中開展具體的實驗，但是物理海洋的研究只有到真實的大海中去獲取數據。

問題5：在問海科學夏令營中，同學們對哪些物理海洋的知識比較感興趣？

陳顯堯：這次問海夏令營中，我嘗試通過虛擬環球航行的方式，用觀測到的海洋的溫度、鹽度、海表面高度和海水運動等數據給同學們展示了全球海洋的物理特征。整體上看，同學們對海水的運動以及全球海洋的物理狀態比較感興趣。我認為同學們平時很少接觸這些內容，而且所講述的內容本身既看不見，也摸不著，所以同學們會產生濃厚的興趣。

另外，中國海洋產業的主體是海洋漁業、養殖業、藥業、運輸業等，而與個人航海相關的產業仍處于初級階段。中國在這個領域發展相對滯后，也限制了同學們了解物理海洋知識的機會和空間。舉個例子，在美國西雅圖、加拿大溫哥華等地沿岸有很多游艇碼頭，停靠著大量的游艇和帆船，駕駛游艇和帆船出海需要了解天氣和海洋的變化、掌握區域海洋環流的特征，這會促進對物理海洋相關知識的傳播。

物理海洋過程是海洋生物、環境等過程變化的基礎，希望通過今天的問答，加深同學們對物理海洋知識的了解、對海洋的全面認識。