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变化的海洋与频繁的极端事件

海洋涵盖了地球表面71%的面积,承载了地球97%的水。海洋可以通过水循环、能量循环和碳循环等影响气候系统的其他组成部分,直接或者间接影响人类的生产生活。工业化革命以来人类活动造成的温室效应加剧,一方面使得全球地表面平均温度升高了1℃左右,另一方面把增加了的93%的能量储存在海洋中,海洋中的热含量也随之增加了。

可能有人会问,既然有海洋在吸收大量的热量和二氧化碳,那人类是否可以毫无节制地排放?结论当然是“NO!”已经有证据表明,海洋的变暖与海平面的上升、台风/飓风造成的更加极端风雨的影响有诸多关联。

海洋热浪很“厉害”

近年来,陆地上正在频繁经历高温炎热天气,给人类的健康造成严重威胁。殊不知海洋也正经历着越来越频繁的海洋热浪事件,这类事件在时间上可以持续数天到数月,空间上可以延伸数千公里、深达海面以下数百米。在过去20年所有大洋盆地均观测到了这种极端海洋高温事件,自1982年以来,这类事件发生的频率很可能翻了一倍,并且持续时间更长,强度和范围也在增加。例如,2016年8月,渤海、黄海和东海28.5℃和30℃等温线分别到达北纬36度和32度,是有记录以来的最北位置。人类活动很可能导致这类事件频繁发生,且随着未来全球变暖的进一步加剧,极端海洋高温事件的频率、持续时间、影响范围以及强度会继续增加。

在过去20年,海洋热浪事件严重影响了所有海域海洋生态系统和生态服务。自1997年以来,海洋热浪已经造成大尺度珊瑚礁白化事件的频率增加,导致全球珊瑚礁减少。而珊瑚礁一旦发生白化,需要超过15年的时间才能恢复。除此之外,海洋热浪也使海洋生态系统更加脆弱。而随着全球升温进一步增加,将超过一些海洋群落结构、渔业以及生态系统功能的极限恢复能力。同时,海洋热浪事件还可以通过大气遥相关影响陆地区域的干旱、强降水和高温热浪事件,而这些极端天气气候事件也会直接影响陆地上的生态系统、人体健康和经济。

厄尔尼诺事件和印度洋偶极子事件更极端

近年来,厄尔尼诺事件和印度洋偶极子事件频繁出现在公众的视野。这两类事件的威力都不小,超强的厄尔尼诺或印度洋偶极子事件一旦发生,影响甚广。比如我们所熟知的20世纪以来发生的3次超强的厄尔尼诺事件(1982/1983年,1997/1998年和2015/2016年)。

在人类对排放不加限制的情景下,预计21世纪极端厄尔尼诺和拉尼娜事件的发生将更加频繁,极端印度洋偶极子事件的频率也会进一步增加。这将对全球部分地区的自然和人类系统造成广泛影响——除了引起降水变化和影响热带气旋外,还会对自然系统,包括海洋生态系统与冰冻圈的变化产生影响。伴随着极端厄尔尼诺事件,极端印度洋偶极子事件会显著作用于亚洲和非洲季风,波及这些区域的粮食安全和水安全。

海洋“长高长胖” 更多“龙王”出来搞事情

受到升温影响,陆地冰川和冰盖加速融化产生的淡水流入海洋,增加了海洋的体积和质量,使得海洋“变高变胖”。20世纪以来全球海平面不断上升,海平面“长高”了,抬高了台风—风暴潮的基础水位,使得(超)强台风—风暴潮增水更易形成灾害性水位,特别是叠加高海平面和天文大潮时,加剧洪涝灾害的程度,许多低洼地还面临未来海平面持续上升带来永久淹没的威胁。另有研究表明,在全球气候与海洋持续变暖背景下,西北太平洋(超)强台风的数量可能增加、强度更强、登陆点北移。未来,沿海地区将进一步暴露在更多更强的热带气旋(台风)之下。

我国有1.8万多千米海岸线,海拔低于10米的区域就有约12.6万平方千米。沿海地区由于经济发展优势明显,聚集了大量人口、经济产业和社会财富。这是沿海经济发展优势,也使得沿海区域在天气、气候和海洋灾害事件中的损失具有放大效应。

未来全球平均海平面将持续加速上升,如不采取减缓行动,到2100年全球平均海平面将达到每年15毫米的上升速度,21世纪后上升速度将超过每年几十毫米。人类如不加以控制,在所有排放情景下,到2050年一些站点目前百年一遇的极端海平面事件将变为至少一年一遇,尤其在热带地区。在局地人类活动、海平面上升、海洋增暖和极端气候事件的多重影响下,过去100年已经失去了接近50%的沿海湿地。