研究发现海洋观测系统变化导致全球海洋热含量“突变”

来源: 中国科学院大气物理研究所

发布日期: 2014-12-01 14:52:35

中国科学院大气物理研究所的研究人员发现,由于海洋观测系统的转变,全球上层海洋热含量在2001-2003年存在一个“突变”,导致1990-2012全球海洋热含量变化趋势被高估40%。他们提出了一种新的估计全球海洋热含量趋势的方法,并得到了1966-2012年全球上层700m热含量变化趋势:为0.36 ± 0.08 W m-2。

温室气体导致地球系统能量增加,表现为全球变暖,然而地球系统增加的能量中有超过90%储存在海洋中,全球海洋热含量变化是气候变化的一个重要“指针”。估计全球海洋热含量的变化是气候变化研究的一个基本问题。然而,海洋观测系统在不断变化:在上世纪(1966-2001年),海洋主要是基于船舶的观测系统;而在2001年之后,Argo浮标观测网逐渐构建,成为最主要的海洋观测系统。

这两个主要观测系统对海洋的空间采样有很大差异:船舶观测系统主要分布在主要航线附近,如北半球中纬度;而Argo观测系统有较为完整的全球覆盖。中国科学院大气物理研究所成里京和朱江发现:由于上述海洋观测系统的转变,全球上层(0-700m)海洋热含量在2001-2003年存在一个“突变”。这个“突变”使得1990-2012全球海洋热含量变化趋势被高估40%。

研究指出:船舶观测系统(1966-2001年)主要采样了变暖速率较快的海区,而中东太平洋,南大西洋等变暖速率较慢的区域缺乏足够的观测;而这两个区域均能被Argo系统覆盖。这种不均匀的采样是造成2001-2003年热含量估计突变的主要原因。

考虑到这种观测空间分布变化造成的偏差,他们进一步提出一种新的估计全球海洋热含量趋势的方法,并得到了1966-2012年全球上层700m热含量变化趋势:为0.36 ± 0.08 W m-2。新的估计较过去国际不同小组得到的估计(如IPCC-AR5)快约20~30%。该成果于2014年10月发表于Geophysical Research Letters。

论文信息:Lijing Cheng and Jiang Zhu*, 2014: Artifacts in variations of ocean heat content induced by the observation system changes. Geophysical Research Letters, DOI: 10.1002/2014GL061881.

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