相当于每秒爆炸6个广岛原子弹，全球海洋加速升温

　　1月10日，来自中国科学院大气物理研究所和国际团队的一篇合作文章在期刊Advances in Atmospheric Sciences发表，1月11日，团队专门为此进行解读，数据揭示，2022年的全球海洋持续增温，海洋表层2000米内的热容量增加10.9 ± 8.3 ZJ （1 Zetta Joules = 10的21次方 Joules  ），很多人对这样的天文数字没有概念，几年前，英国卫报对此有过估算，相当于每秒爆炸6颗广岛原子弹的能量。
　　全球海洋上层2000米海洋热容量的变化，2022年是海洋最热的一年，图片来自Cheng et al. (2023)
　　1945年，两颗原子弹在日本广岛和长崎爆炸，时至今日，全球因此的纷争、对战争和核武器的反思及相关活动持续不断，也折腾出了很多在大家看来＂莫名其妙＂和＂幺蛾子＂的事件。而现在，每秒有6颗原子弹爆炸的能量持续增加，很多人茫然无知或者根本无动于衷。
　　2022年全球上层2000米海洋热容量（OHC）相对于气候平均态（1981-2010）的变化，图片来自Cheng et al. (2023).
　　海洋覆盖了地球表面积约71%，平均厚度达4千米，储存着97%的水资源，所以地球这个名称不是很准确，如果让外星人给地球起个名字，＂水球＂或者＂蓝球＂应该是不错的选择。全球变暖造成的全球热量增加，有超过90％以上最终都进入了海洋中，反映在海洋温度和海洋总体热容量上。考虑到海水的比热容远大于大气与陆地表面，海洋具有强大的热储存能力，所以，全球变暖事实上是海洋变暖，用地球表面气温反映的全球温度，并不是最准确的数据，这最多只能反映地球系统一小部分的温度变化，而海洋数据反映的才是全球温度变化的＂大头＂部分。
　　1月9日，欧盟下属的哥白尼气候变化机构发布了年度气候报告，指出2022年是全球第5热的一年
　　1月9日， 欧盟下属的哥白尼气候变化机构 （Copernicus Climate Change Service）发布了年度气候报告，指出2022年是欧洲第二热的一年，是全球第5热的一年，其他机构的报告后面会推出。而根据这项研究，如果考虑海洋热容量的变化，2022年是历史最暖的一年。
　　海洋面积广阔，观测数据不如陆地上面丰富，长期以来，在地球气候系统里是缺失的板块，从1998年起，国际上开始筹建Argo全球实时海洋观测网 (Array for Real-time Geostrophic Oceanography，缩写为Argo，这是希腊神话中英雄Jason所乘船的名字)，Argo所用的自动剖面浮标是一种圆柱体状的自沉浮装置，长约1.5米、重45公斤左右。一旦投放入海，浮标会自动下潜至1000米水深，随着洋流漂移数天（一般为10天），再次下潜1000米，抵达2000米深度后慢慢上升，回到海洋表面，并在上升过程中利用自身携带的电子传感器，逐层测量海水的温度和盐度等海洋环境数据。当浮标到达海面后，会自动将定位及测量的数据发送给卫星，再中继给各数据中心，之后，浮标又会再次下潜，进入下一个观测循环。
　　Argo浮标是一种圆柱体状的自沉浮装置，长约1.5米、重45公斤左右
　　这种浮标具有无须日常维护、不易受到人为损坏的优点，可以长期、自动、实时和连续获取大范围、深层海洋资料，被视为＂海洋观测手段的一场革命＂。Argo所用的浮标可以在茫茫大海上自动运行4～5年，直到浮标自带的电池容量耗尽为止，通常一个浮标在其生存期内可以获得140-180条剖面。
　　Argo计划自2000年正式实施以来，全球包括美国、澳大利亚、法国、英国、德国、日本、韩国、印度和中国等世界上近40个国家和团体在全球海洋共布放了超过14000个Argo浮标，组成了全球Argo实时海洋观测网，从而真正意义实现了对全球海洋中上层的实时观测。目前全球海洋内部正漂流着3891个Argo浮标（2023年1月11日），为全球海洋状态提供持续实时的监测。
　　全球有将近4000个浮标对海洋进行连续不断的观测，为国际社会提供了超过200万幅来自大洋的海洋环境图像
　　随着＂核心Argo＂网的建成，并随着剖面浮标技术的不断创新发展，该计划又提出继续向有冰覆盖的两极海区、赤道、西边界流区和重要边缘海（包括日本海、地中海、黑海、墨西哥湾和南中国海等）拓展，并派生出了＂生物地球化学Argo＂（BGC-Argo）和＂深海Argo＂（Deep-Argo）等两个子计划。早期的Argo浮标无法在有浮冰覆盖的海区进行观测，今天装备有探冰传感器的浮标可以待浮标漂移到无冰海区后，再浮出水面发送观测资料；也可以把资料暂时储存起来，等夏天冰盖融化后再把资料发回地面。如今，Argo数据已经成为海洋和大气研究中重要的数据来源和参考依据。
　　抛弃式测温仪器（XBT）是1970年到2001年期间海洋次表层最主要的温度观测仪器
　　正是有了越来越丰富的观测资料，科学界对海洋热容量的变化才认识得越来越深刻，研究界同时把数据的时限向早期扩展，在1970年到2001年期间，海洋次表层最主要的温度观测仪器是XBT（Expendable bathythermograph，抛弃式测温仪器），这是从船舶上进行观测的。通过开发出各种对XBT数据的偏差订正方案，并与数值模式和空间插值算法相结合，可以重建更早期全球海洋的温度数据集。本次研究发布的海洋数据就来自中国科学院大气物理研究所重建的海洋数据集，同时参考了美国国家环境预报中心（NCEI/NOAA）的海洋数据集。
　　海洋变暖带来的影响是深远的，由于海洋的流动性，海洋里温度变化也不是均一的，有些地方变化小，有些地方变化大，并且变化大的地方也不是一年四季同样的，在那些短时间变化特别大的区域，就会形成＂海洋热浪＂，增温幅度远大于海洋平均增温。与大气中的高温热浪天气一样，这样的海洋热浪在全球此起彼伏，形成对海洋生态系统的极大影响，尤其是珊瑚礁和海草林生态系统，大批珊瑚礁白化是这些年反复出现的新闻头条内容。根据2019年政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布《IPCC全球升温1.5℃特别报告》指出，如果全球升温达到1.5℃，热带珊瑚礁将减少70%~90%，而如果升温达到2℃，热带珊瑚礁将几乎消失殆尽（>99%）。
　　另一方面，海洋升温后导致海水膨胀，膨胀的海洋引起海平面上升，在那些海洋增温大的区域，海平面上升的速度还要更大一些。海平面上升的主要贡献者是海水增温膨胀、陆源冰川和极地冰盖融化，与很多人认知不一样，全球冰雪融化目前不是海平面上升的最大贡献者，现在海水增温膨胀贡献了大约2/3，随着两极和山地冰雪融化进一步加剧，其在海平面上升中的贡献才会逐渐增加成为主力。
　　全球海洋升温使得更多的水汽进入大气环流，从而加剧大气中的风暴，产生更强的暴雨和极端大风。由于全球海洋蒸发主要出现在副热带海洋，源源不断的海水蒸发使得这些区域海水盐度更大，而暴雨频繁的赤道和中纬度海洋降水多，使得表层海水盐度降低，从而形成＂咸的更咸、淡的更淡＂的海洋表层盐度变化。
　　海洋升温影响氧在水中的溶解度，海水温度越高，能够容纳的氧气就越少，这对海洋最上层水体的影响更严重。另一方面，全球温度升高的幅度在表层最大，深水的增温更慢，这在一定程度上增强了海洋的层结稳定度，不利于表层和深水区的物质交换，这会造成严重的海水缺氧，形成大片的海洋＂死海＂区域，这对海洋生态是严重的威胁。
　　值得关注的是，全球海洋变暖并非均一发展的，有些地方增暖更严重，例如南大洋、印度洋和大西洋低纬度地区，而有些地区增暖并不严重，例如格陵兰岛以南的区域还出现了变冷，这种增暖和热量分布不均与全球洋流的变化密切相关，这是牵一发动全身的事情，洋流强度和位置的变化对区域气候、渔业和全球海洋生态会产生深远的影响，需要持续的监测。
　　总之，海神们发起怒来，对地球公民而言，可不是好消息。
　　欢迎关注＂科学有温度魏科＂，2023年，我将和中科院的气象学家一起关注持续发酵和发展的气候危机，给大家带来最新的气候信息和防灾减灾知识，希望能有助于提升全社会防灾减灾的意识和能力，最大幅度减少灾害造成的人员伤亡和经济损失，一起守护我们的家园。
　　推荐文献
　　Cheng L, Abraham J, Hausfather Z, et al. How fast are the oceans warming? Observational records of ocean heat content show that ocean warming is accelerating. Science 2019; 363, doi: 10.1126/science.aav7619.
　　CHENG L, ABRAHAM J, TRENBERTH K E, et al., 2023. Another Year of Record Heat for the Oceans [J].Advances in Atmospheric Sciences. doi: 10.1007/s00376-023-2385-2.
　　IPCC, 2018. Summary for Policymakers. In: Global Warming of 1.5°C. An Ipcc Special Report on the Impacts of Global Warming of 1.5°C above Pre-Industrial Levels and Related Global Greenhouse Gas Emission Pathways, in the Context of Strengthening the Global Response to the Threat of Climate Change, Sustainable Development, and Efforts to Eradicate Poverty [R]. Geneva, Switzerland: World Meteorological Organization: 32.