地球的气候每时每刻都在变化,在变化中也影响了地球各个部分的机能和结构。
研究 告表示,世界各地的风在增加,于是乎海洋表层水循环和流动的更快。研究机构通过对全球成千上万个浮标的测量,对海洋动能的分析表明,自1990年代初以来,地表海洋环流一直在加速。
海洋流速加快也可能是由于自然反复出现的海洋大气模式,例如太平洋年代际振荡。
海洋环流重新分配了地球的能量和水量,并影响了全球气候。在历史性的温室效应下,区域洋流呈现出不同的趋势。
近几十年来,区域海洋环流对历史温室强迫的反应不同。自1900年代以来,由于低纬度和高纬度之间风切变的增强,亚热带的西部边界流,即从赤道到两极的主要海洋传热通道已经变暖。
但是,区域边界流系统已经显示出不同的趋势。例如,很少有证据表明,黑潮有明显加剧。尽管海洋涡流有所扩大,但阿古拉斯海流并未加剧。不过,自2000年以来,太平洋浅层表面海洋流速已经加速,造成了气候变暖裂口,并导致热量和淡水通过印度洋漏入印度洋的现象增多。
过去几十年中,海洋风的总体平均值具有约0.075 ms 每十年的增长趋势。全球平均风速的总体均值在未来显示出显著的增长趋势,表明温室气体排放量的增加最终将导致全球平均风的加速,进而导致全球平均海洋环流的加速。
因此,尽管在过去观察到的海洋风速趋势也可能是由自然因素驱动的,但预计温室气体排放量的增加最终导致海洋风速趋势大大增加。
不过,不确定性仍然存在的,主要是因为科学家缺乏对海流的长期直接观测以进行直接验证。尽管过去的风速增长趋势是数据产品分析出来的特征,但空间分辨率和空间覆盖率的差异导致数据趋势量存在差异。
而且人们直接观察到的是海洋表面,对海洋内部的变化还知之甚少,海洋内部动力是否也增加了海洋的流速?这还是一个疑问。因此,需要对全球深海循环进行监测和密集观测,不仅是为了了解过去的情况,而且还需要减少全球海洋环流未来预测中的不确定性。
在热带海洋,特别是热带太平洋,海洋风速度的增加尤其明显。这表明热带潮流系统有了实质性的增强。南极附近的大洋也显示出比较大的趋势,并且交替运转,表明南极绕极洋流的移动,有时变宽有时变窄。
海洋的循环流动带又称为大洋输送带,可以重新分配海洋上的热量和养分,并对气候产生强大影响。同时海洋表面的风也会对海洋物质的传输产生重要作用。例如,热带地区盛行的风会将水团推开,从而使海洋深层的营养物质向上涌动。
海水可以水平涌动,也可以上下涌动,这取决于具体的环境。除了上面所说的海风的吹动能让海水水平流动,海水内部的密度差异也会让海水上下涌动,从而翻搅了海洋营养物质。而气候变暖也对海水的密度造成了一些改变。
不过气候变暖不一定会一直让海水加速的,其中也存在抑制关系。
比如,北大西洋由于气候变化而变暖,因此水域密度降低,下沉的可能性降低。此更改会使大西洋径向翻转环流变慢。随着大西洋翻转环流的减弱,淡水的涌入也减弱,大西洋变得更咸。含盐的水密度更大,这部分海水更容易下沉。
随着大西洋翻转环流速度的降低,从大西洋流入南大洋的淡水也越来越少。这也降低了大西洋的盐分,进一步削弱了大西洋翻转环流。
不过研究也发现大部分地区的海洋风速是在增加的。风速的增加至少要持续10年。
海洋风速的增加不一定是个坏事,对风力电力行业是一个好消息。然而,未来的振荡模式可能会导致风速再次下降。全球已经经历了几十年的风沙静止,风速出现反弹,自2010年以来的十年间,全球风速迅速增加,这些发现对那些致力于最大限度地利用风能作为替代能源的人来说很重要。也许只有能抓住机会的人才会善于利用风能。
总的来讲,气候升温,海水密度差异,导致海洋表面的风速在加快。虽然有的研究表明海洋风速会受到抑制,例如大西洋翻转环流在某种程度上会受到抑制,但是科学 告长期的观察发现近10年来海洋风速还是在增加的。当然,海洋风速的增加也会产生一定好处,比如风力发电的利用,这就看我们怎样科学利用了。
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