氣候變化“綠了”那片海 全球56%海洋表面發(fā)生顯著變化

人們?cè)谛稳莸厍蚣覉@時(shí)，總喜歡說(shuō)它是一顆美麗的藍(lán)色星球。這是因?yàn)閺奶湛慈?，海洋占總面積七成的地球就是一顆藍(lán)色的“水球”。

 

但在未來(lái)，“藍(lán)球”也許就要變“綠球”了，因?yàn)檠芯咳藛T發(fā)現(xiàn)，隨著氣候變暖，過(guò)去20年間，全球一半以上的海洋變得更綠了。

 

這項(xiàng)7月12日發(fā)表于《自然》的研究令科學(xué)家感到驚訝，因?yàn)樗麄兇饲坝X(jué)得還得收集更多年的數(shù)據(jù)才能從海洋的顏色中窺見(jiàn)氣候變化的跡象。

 

“我們正在以前所未有的方式影響著生態(tài)系統(tǒng)。”論文主要作者、英國(guó)國(guó)家海洋研究中心海洋和氣候科學(xué)家B.B.Cael說(shuō)。

 

海洋的顏色會(huì)因多種因素而改變，比如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從海洋深處大量涌出，使浮游植物爆發(fā)式增長(zhǎng)，而后者則含有綠色色素葉綠素。

 

科學(xué)家可以通過(guò)研究海洋表面反射光波長(zhǎng)估計(jì)葉綠素的量，從而了解海洋中存在多少浮游植物。

 

理論上講，浮游植物的生產(chǎn)力會(huì)隨海水變暖而變化。但地表水中葉綠素含量每年都有顯著變化，很難將氣候變化與巨大的自然波動(dòng)引發(fā)的變化區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此，科學(xué)家認(rèn)為可能需要長(zhǎng)達(dá)40年的觀(guān)測(cè)才能發(fā)現(xiàn)任何可能的趨勢(shì)。

 

此外，隨著時(shí)間的推移，許多衛(wèi)星都測(cè)量了海洋的顏色，但每顆衛(wèi)星的測(cè)量方式略有不同，因此無(wú)法整合數(shù)據(jù)。

 

在這項(xiàng)研究中，Cael團(tuán)隊(duì)決定分析美國(guó)宇航局（NASA）Aqua衛(wèi)星MODIS傳感器的數(shù)據(jù)。Aqua衛(wèi)星于2002年發(fā)射，目前仍在繞地球運(yùn)行。

 

研究團(tuán)隊(duì)分析了來(lái)自海洋的7種不同波長(zhǎng)的光的變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)，而沒(méi)有選擇單一波長(zhǎng)的光。通過(guò)分析20年來(lái)的MODIS數(shù)據(jù)，他們可以觀(guān)察到海洋顏色的長(zhǎng)期變化。

 

研究人員發(fā)現(xiàn)，56%的海洋表面發(fā)生了顯著變化，主要集中在南緯40°至北緯40°之間的海域。這些熱帶和亞熱帶水域沒(méi)有經(jīng)歷極端的季節(jié)變化，因此全年的海洋顏色變化通常不大，但正因如此，微小的長(zhǎng)期變化在那里更為明顯。海洋顏色變化的強(qiáng)度取決于測(cè)量的光的波長(zhǎng)?？偟膩?lái)說(shuō)，隨著時(shí)間推移，海水變得越來(lái)越綠。

 

為了了解這些變化是否與氣候變化有關(guān)，研究人員將觀(guān)測(cè)結(jié)果與模擬海洋生態(tài)系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)大氣中不斷增加的溫室氣體水平的模型進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)二者的變化結(jié)果相匹配。

 

那么，到底是什么讓海洋變得更綠呢？Cael認(rèn)為，變綠可能不是海面溫度升高帶來(lái)的直接影響，因?yàn)橛^(guān)察到的顏色變化區(qū)域與溫度普遍升高的區(qū)域不匹配。

 

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，一種可能性是，這種顏色轉(zhuǎn)變與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在海洋中的分布方式有關(guān)。隨著表層海水變暖，分層更加明顯，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更難上升到表面。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少時(shí)，較小的浮游植物更容易生存下來(lái)。這種營(yíng)養(yǎng)水平變化導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)變化，最終反映在海水整體顏色的變化上。

 

這一發(fā)現(xiàn)使人們更加期待NASA將于2024年1月發(fā)射的“浮游生物、氣溶膠、云、海洋生態(tài)系統(tǒng)”（PACE）衛(wèi)星。該衛(wèi)星的觀(guān)測(cè)重點(diǎn)是氣候變化對(duì)海洋健康的影響，它將以比以往任何衛(wèi)星都多的波長(zhǎng)觀(guān)測(cè)海洋顏色。