海洋生死劫

南方周末特約撰稿 祝葉華

在過去的十年里，海洋溫度在不斷刷新紀錄，2018年預計是迄今為止最熱的一年。更讓人焦慮的是，溫室氣體所捕獲的熱量使海洋溫度上升的速度比之前預計的要快得多，而由此帶來的危害卻受到低估。

南方周末特約撰稿 祝葉華

2018年是自1950年代有記錄以來海洋變暖最嚴重的一年?？茖W家在一項新的研究中稱，2018年世界海洋吸收的熱量相當于1.5億顆廣島原子彈釋放的能量。

不斷發表的科學研究和報告對氣候變化帶來的危險一再提出警告，變暖的海洋猶如溫水，在不斷溫煮著海洋生物；而海洋變暖導致的海平面上升，會助長更強烈的颶風和其他極端天氣的發生。最近的兩項新的研究結果更是指出，海洋變暖和海浪能量的增加之間存在直接聯系。

有容乃大的海水吸納了全球變暖90%以上的熱量，海水溫度上升對海洋生物、極端天氣以及沿海城市的影響正逐漸顯露出來。

持續升溫的海洋

像地球上的陸地一樣，海洋也在發燒。

2013年國際政府間氣候變化組織（IPCC）第五次評估報告中曾指出，自1998年（超級厄爾尼諾年）以來，全球變暖減緩了，這個現象被稱為“全球變暖中斷”（global warming Hiatus）。此報告一出，之前曾經爭吵不休的全球變暖陰謀論再次被拿出來大做文章。為了解釋這一顛覆級的理論，科學家們嘗試研究和分析這其中的各種原由。

2011年美國國家大氣研究中心（National Center for Atmospheric Research）的研究人員利用氣候模式模擬分析了氣候變暖加速和減緩期間海洋的變化，結果發表在《自然-氣候變化》（Nature Climate Change）上。文章結論指出，在地表溫度變暖減緩期間，氣候變化的熱量跑到了海洋中，所以地球其實沒有停止變暖，這部分增加的熱量只不過是隱藏在海洋中。之后越來越多的科學研究發現，全球變暖的絕大部分熱量最終會聚集在海洋中，海洋儲存了93%的全球變暖能量，因此海洋熱含量的變化即使不是氣候變化的最佳衡量標準，也是最好的之一。

2000年，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的研究人員在《科學》（Science）上發表了第一篇探討全球上層海洋熱含量變化的文章，指出了自20世紀下半葉以來，全球海洋表層有逐漸升溫的趨勢。自此之后，科學家針對全球海洋到底變暖了多少一直爭論不休。由于過去海洋觀測數據質量和數量的不足，國際上幾個主要機構作出的海洋變暖估算各不相同。

為了精確測算海洋溫度的變化，在過去的13年里，一種名為“Argo”的海洋觀測系統一直被用來監測海洋溫度的變化，該系統使用了近4000個漂浮的海洋機器人來收集海洋熱含量變化的數據，這些機器人每隔幾天就會潛入海平面以下2000米深處，并在浮回水面時記錄海洋溫度和其他指標的數值。

2019年1月11日，中國科學院大氣物理研究所的成里京和加利福尼亞大學等機構的研究人員憑借這種觀測系統，在《科學》（Science）上發文稱，過去十多年里，海洋溫度在不斷刷新紀錄，2018年預計將是迄今為止最熱的一年?？茖W家通過對最近4次海洋加熱觀測的分析，得出了更讓人焦慮的結論，即溫室氣體所捕獲的熱量使海洋溫度上升的速度比之前預計的要快。所以，此前有關全球變暖在過去15年放緩或“中斷”的說法是沒有根據的。

為了進一步預測未來海洋升溫的變化，科學家借助計算機模型來假設人類的社會活動“一切如?！?，在沒有采取任何措施減少溫室氣體排放的情況下，到21世紀末，全球海洋上層2000 m的溫度將上升0.78℃，而氣溫上升引起的熱膨脹將使海平面上升30 cm。目前有研究顯示，冰川和冰蓋的融化已經導致海平面顯著上升，海洋變暖導致的更強的風暴、颶風和極端降水也已被監測到。

海洋大熱容的特點是會造成全球變暖的“延遲反應”，這意味著海洋變暖可能會在未來更嚴重。

溫水中的“青蛙”

溫度上升讓海洋環境變得不和諧，全球變暖對海洋種群的影響日趨嚴重。

2016年，世界自然保護聯盟(IUCN) 公布了題為《海洋變暖：原因、規模、影響和后果》的報告。來自全球12個國家的80位科學家警告說，海洋升溫會影響海洋生物的自然棲息地和食物供應的變化。過去50年，海洋浮游生物和一些魚類已經開始向更寒冷的水域遷徙。海洋生物的遷徙會擾亂整個海洋系統，讓本應各占一個山頭的魚類們，在更小的空間中，搶占生存資源。

珊瑚礁是世界上最重要的生態系統之一，它們對維持許多沿海社區的繁榮也至關重要。大量的研究結果表明，海水變暖是珊瑚白化的主要原因之一。正常情況下，珊瑚的顏色絢麗多姿，但這些顏色并非珊瑚本身所有，而是來自寄居于珊瑚體內的藻類。微小的共生藻通過光合作用為珊瑚提供能量，當珊瑚受到溫度、光線或營養物質等環境變化的壓力時，共生藻類就會遭到“驅逐”，使珊瑚白化。沒有藻類，珊瑚就失去了主要的食物來源，往往無法生存。2018年4月,《自然》（Nature）上發表的一項生態學文章稱，自2016年，海洋極端熱浪出現后，澳大利亞大堡礁的珊瑚經歷了滅頂之災，有三分之一的珊瑚礁的生態功能發生了變化。

另一方面，隨著二氧化碳被釋放到海洋中，海洋的化學成分發生了巨大的變化。釋放到海洋中的二氧化碳濃度越高，海洋的酸度就越高。海洋酸性的增加，浮游植物就會減少，這導致能夠轉化溫室氣體的海洋植物減少。海洋酸性的增加也威脅著海洋生物，如珊瑚和貝類，它們可能在本世紀末因二氧化碳的化學作用而滅絕。2015年，澳大利亞阿德萊德大學科學家通過分析從熱帶到北極的多個水域的數據，勾勒出了在全球變暖和海洋酸化的影響下，未來漁業和海洋生態系統的前景圖。研究結果發表在《國家科學院學報》（PNAS）上，報告中涵蓋了從珊瑚礁、藻類到開放海洋多種生態系統，這是世界首份海洋報告，它指出海洋酸化和變暖可能造成生物多樣性下降和大量關鍵物種數量的減少，甚至海洋食物鏈物種崩潰。

被低估的后果

某些天氣事件，如厄爾尼諾現象，會影響海浪的大小。但是作為一種全球現象，海洋升溫是否會對所有波浪產生影響，到目前為止還沒有定論。

2019年1月14日，加州大學圣克魯斯分校研究人員在《自然-通訊》（Nature Communications）上發表的一項新研究給出了讓每個人都擔心海洋升溫的理由：文章直接將海浪的強度與海洋變暖聯系在一起?！昂Ｑ笊蠈幼兣侨藶樵斐傻娜蜃兣慕Y果，它正在改變全球波浪氣候，使波浪變得更強?！闭撐闹袑懙馈８鼜姷暮＠丝赡芤馕吨谀切┮呀浭艿綒夂蜃兓钪苯佑绊懙牡貐^，海岸侵蝕速度會加快，洪水也會增多。

氣候變化正在推動全球氣溫上升，大部分熱量失衡正在進入海洋。在那里，它成為形成波浪氣候的風和水的大循環的一部分。因此，觀察波浪氣候可以告訴研究人員氣候變化以及它將如何影響我們的星球。許多長期趨勢和預測都帶有氣候變化的特征，包括海平面上升、全球氣溫上升和海冰減少。迄今為止，對全球海洋氣候的分析已經確定，在兩個半球高緯度的海洋局部地區，風速和浪高有所增加。在極端情況下，如冬季波浪，這種增加程度比在平均情況下更大。此次，一個全球變化的信號以及局部波高增加與全球變暖之間的相關性被探測到?！蹲匀?通訊》（Nature Communications）上發表的論文中強調，海浪強度和海洋變暖之間存在直接聯系，由于氣候變化，世界各地的海洋逐漸變熱，海浪變得越來越強，越來越致命。上層海洋變暖（作為海平面溫度上升的趨勢）影響著全球的風型，并使海浪變得更強。

博爾哈·雷蓋羅（Borja Reguero）從博士階段就一直致力于波浪發電的研究。他目前是加州大學圣克魯茲分校的環境工程師，也是這篇文章的第一作者。這項研究依賴于他之前提出的歷史波浪氣候分析，以及對未來趨勢預測的數學模型的模擬。結果發現，在過去的80年里，全球的波浪能量增加了，尤其是高緯度和低緯度地區（北太平洋和南洋）將會受到更多的波浪能量增加的影響。

氣候變化的影響在人類和海洋交匯的沿海地區將尤其明顯。海岸是最易受氣候變化影響的地區之一。此前，科學家們將海平面上升視為威脅沿海地區的唯一驅動因素，忽視波浪功率的變化帶來的風險，低估了氣候變化帶來的后果。

Reguero等對海洋環境的分析顯示，海平面上升、全球氣溫上升和海冰減少等因素都是導致海洋上層變暖和海浪增強的原因，風速和浪高的增加使沿海社區面臨破壞的危險。

在2018年12月舉行的聯合國氣候變化大會上，人類如何做到氣候適應和拯救生命是關于如何減輕氣候變化對人類影響的關鍵話題。Reguero質疑目前對海岸線命運的預測是否考慮到了海浪能量增加的影響，他說需要更多的計劃來預測這一點。Reguero在論文增加了一種已知的危險天氣，即極端天氣，它現在是，將來也仍然是氣候變化最明顯的影響之一。從短期和中期來看，到21世紀中葉，風暴和天氣波動的破壞性將遠遠大于海平面每年上升0.25~0.38cm的破壞性。