大气所成里京博士在Science撰文全球海洋变暖了多少？

　　自美国海洋和大气管理局NOAA的S. Levitus研究员于2000年在Science撰文正式发布第一条全球上层海洋热含量转变时间序列，发现20世纪下半页全球海洋次表层升温的征象以来，全球海洋到底变暖了多少，一向是一个争议赓续的题目。2013年发布的国际当局间天气转变第五期评估报告（IPCC-AR5）列出的5个海洋热含量转变趋势估算中，最小的估计竟只有最大的估计的一半（图）！对海洋变暖速度估算的不确定性，一方面限定了人们对全球变暖的科学认知，影响地球体系能量不平衡、天气敏感性等关键天气参数的估算；另一方面也阻碍了对天气模型的评估：从能量转变的角度，天气模型能否正确反映出曩昔的天气转变，进而对将来做出合理预估呢？

　　大气所成里京副研究员联合美国圣-托马斯大学J.Abraham、加州大学伯克利分校Z.Hausfather和美国大气研究中间K.Trenberth在Science上撰写perSPEctive论文，对上述题目进行了解答。

第一作者成里京副研究员与该论文作者K. E. Trenberth

　　海洋变暖多少的争议来源于曩昔海洋观测数据质量和数量的不足。自IPCC-AR5发布以来，研究人员发现传统的估算方法低估了曩昔几十年海洋热含量上升速率。虽然2005年之后，海洋科学家们在海洋中布放了一些新的仪器Argo，得到了较好的全球海洋热含量估计。但是科学家们永久无法穿越到2005年之前，重新用高精度的仪器观测曩昔的海洋状态，因此海洋数据领域科研人员一向在持续赓续的改动旧数据的质量、发展新的技术以更正确的重构曩昔海洋的状况。

　　大气所团队多年研究解决了历史海洋热含量估计中的一系列题目，于2017年提出了一个新的海洋上层2000米热含量估计；同时日本气象厅、澳大利亚联邦科学与工业研究组织、美国普林斯顿大学等也提出了更新的或改动的方法对海洋热含量转变进行估算。这些新的方法表现出特别很是同等的自1955年以来的全球海洋热含量上升趋势（图）。

成里京出海科考

　　最近一些估计的同等性注解：热含量研究领域已经渐渐解决已有题目，可以对全球海洋到底变暖做出更正确的计算了。根据最新估算，1971-2010间全球海洋上层2000米变暖速率为0.36~0.39 Wm-2。新的估算表现出比IPCC-AR5更强的海洋变暖速率：IPCC-AR5的同期估计仅为0.20~0.32 Wm -2（图）。海洋变暖在上世纪90年代后明显加速：1991年后海洋上2000米变暖速率为0.55~0.68 Wm-2。这直接反映了大气中赓续积累的温室气体对海洋的影响。

　　天气模型能否正确模仿曩昔的海洋转变呢？Science研究注解，耦合模式比较计划5（CMIP5）模型荟萃平均可以特别很是好的模仿历史海洋变暖：1970-2010年间，CMIP5模仿的海洋上层2000米变暖速率为0.39 Wm-2，与最新的观测几乎同等（图）。模型对曩昔情况的良好的模仿结果极大提拔了其对将来预估的可信程度。根据CMIP5模型预估，在rcp8.5情景下（假设将来不施行任何天气政策），2081-2100年间，整个上层2000米海洋将平均变暖0.78摄氏度（相对于1991-2005的平均状况），这是曩昔60年海洋变暖总量的6倍！在rcp2.6情景下（假设将来将接近或达到《巴黎协定》目标），2081-2100年间海洋上层2000米将平均变暖0.4摄氏度。

　　人类运动已经深刻的改变了海洋环境，海洋增温已经造成了海平面上升、消融氧降落、极端事件加剧、珊瑚白化等后果。然而，因为海洋对温室气体相应的“滞后效应”，海洋正在加速变暖，更强的海洋增暖将发生在本世纪。即使接近或者达到《巴黎协定》目标，海洋升温及其带来的影响也将持续。若不积极应对，将来人类和地球生态体系都将面临紧张的天气风险。

　　据不完全统计，论文于北京时间11日凌晨3时上线，截止早上7点，4小时内就得到了《纽约时报》、《CNN》、《卫报》、《路透社》、《美国美国广播公司（ABC）》《CNBC》《The Global and News》《Mongabay》等将近30家主流国际媒体的报道。美国国家航空与航天局 戈达德空间科学研究所 主任Gavin Schmidt在接受采访时指出“海洋热含量确实是地球体系能量不平衡的最佳度量”，评论文章称“该发现进一步验证了已有的科学研究工作，并为本世纪末的天气预估提供了更强的可信度”。

　　图. （上图）全球上层2000米海洋热含量转变：曩昔的转变和将来预估。右侧样条为2081-2100年预估值。（下图）新的海洋热含量估计（蓝色）比IPCC-AR5中的五个估计（灰色）表现出更强的同期海洋变暖速率。天气模型的同期模仿效果（黄绿色）和新的观测估计同等。

　　Cheng, L., J. Abraham, Z. Hausfather, K. E. Trenberth, 2019: How fast are the oceans warming? Science, 363 (6423), 128-129. doi: 10.1126/science.aav7619.