Каждый год в течение последней четверти века Мировой океан поглощал количество тепловой энергии, которое в 150 раз превышает энергию, ежегодно производимую людьми в виде электричества, согласно исследованию, проведенному исследователями из Принстона и Института Скриппса. Океанография Калифорнийского университета в Сан-Диего. Сильное потепление океана, обнаруженное исследователями, предполагает, что Земля более чувствительна к выбросам ископаемого топлива, чем считалось ранее.
Исследователи сообщили в журнале Nature Nov.1, мировые океаны ежегодно в период с 1991 по 2016 год поглощали более 13 зеттаджоулей (это джоуль, стандартная единица энергии, за которой следует 21 ноль) тепловой энергии. Исследование финансировалось Национальным управлением океанических и атмосферных исследований и Принстонский институт окружающей среды.
Первый автор Лор Респланди, доцент геолого-геофизических исследований и Принстонского института окружающей среды, заявила, что ее оценка и оценка ее соавторов ежегодно более чем на 60 процентов выше, чем цифра в Пятом оценочном отчете по климату за 2014 год. изменение от Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК).
«Представьте, если бы глубина океана составляла всего 30 футов», - сказал Респланди, научный сотрудник Скриппса. «Наши данные показывают, что с 1991 года оно должно было нагреваться на 6,5 градусов по Цельсию [11,7 градусов по Фаренгейту] каждое десятилетие. Для сравнения, оценка последнего оценочного доклада МГЭИК соответствует потеплению всего на 4 градуса по Цельсию [7.2 градуса по Фаренгейту] каждые десять лет."
Ученые знают, что океан поглощает примерно 90 процентов всей избыточной энергии, производимой при нагревании Земли, поэтому знание фактического количества энергии позволяет оценить ожидаемое поверхностное потепление, сказал соавтор Ральф. Килинг, океанограф-геофизик Скриппса и бывший научный руководитель Респланди.
«Результат значительно повышает уверенность, которую мы можем придать оценкам потепления океана, и, следовательно, помогает уменьшить неопределенность в чувствительности климата, в частности, исключая возможность очень низкой чувствительности климата», - сказал Килинг.
Чувствительность к климату используется для оценки допустимых выбросов для стратегий смягчения последствий. Большинство ученых-климатологов за последнее десятилетие согласились с тем, что если глобальные средние температуры превысят доиндустриальные уровни на 2 ℃ (3,6 ℉), почти наверняка общество столкнется с широко распространенными и опасными последствиями изменения климата.
Выводы исследователей показывают, что если общество хочет предотвратить повышение температуры выше этой отметки, выбросы двуокиси углерода, главного парникового газа, образующегося в результате деятельности человека, должны быть сокращены на 25 процентов по сравнению с тем, что предполагалось ранее. Респланди сказал.
Результаты исследователей являются первыми результатами, полученными с помощью метода измерения, независимого от доминирующего метода, лежащего в основе существующих исследований, сказала она.
Предыдущие оценки основывались на миллионах точечных измерений температуры океана, которые были интерполированы для расчета общего содержания тепла. Однако пробелы в охвате делают этот подход неопределенным. Сеть роботизированных датчиков, известная как Argo, в настоящее время проводит всесторонние измерения температуры и солености океана по всему миру, но сеть располагает полными данными только с 2007 года и измеряет только верхнюю половину океана. В последние годы было проведено несколько переоценок теплосодержания с использованием данных о температуре океана, включая недавние данные Арго, что привело к пересмотру оценки МГЭИК в сторону повышения.
Респланди и ее соавторы использовали высокоточные измерения Скриппса содержания кислорода и углекислого газа в воздухе, чтобы определить, сколько тепла накопилось в океанах за изучаемый ими промежуток времени. Они измерили теплоту океана, взглянув на общее количество O2 и CO2 в воздухе, количество, которое они назвали «атмосферным потенциальным кислородом» или APO.. Этот метод основан на том факте, что кислород и углекислый газ менее растворимы в более теплой воде.
По мере того, как океан нагревается, эти газы высвобождаются в воздух, что увеличивает уровень АРО. На APO также влияет сжигание ископаемого топлива и океанический процесс, связанный с поглощением избытка ископаемого топлива CO2. использование и поглощение углекислого газа, исследователи смогли рассчитать, сколько АПО исходит от нагревания океана. Это количество совпадает с теплоэнергоемкостью океана.
Респланди и Килинг работали с соавторами Ясиром Эддеббаром и Мариэлой Брукс из Scripps, Ронг Ван из Фуданьского университета в Китае, Лораном Боппом из École Normale Supérieure во Франции, Мэтью Лонгом из Национального центра атмосферных исследований, Джоном Данном из Лаборатории геофизической гидродинамики NOAA, а также Вольфганг Кёве и Андреас Ошлис из Центра исследований океана им. Гельмгольца GEOMAR в Германии.
Примечание редактора
Версия этого пресс-релиза Института океанографии Скриппса (https://scripps.ucsd.edu/news/study-ocean-warming-detected-atmospheric-gas-measurements) была обновлена следующим примечанием:
Примечание соавтора Ральфа Килинга, 9 ноября 2018 г.: Я работаю с соавторами над решением двух проблем, которые привлекли наше внимание после публикации. Эти проблемы связаны с неправильной обработкой систематических ошибок в измерениях O2 и использованием постоянного коэффициента обмена O2:C на суше, равного 1.1, не лишайте законной силы методологию исследования или новое понимание биогеохимии океана, на котором оно основано. Мы ожидаем, что совокупный эффект этих двух поправок окажет небольшое влияние на наши расчеты общего поглощения тепла, но с большей погрешностью. Переделываем расчеты и готовим авторские исправления для подачи в Nature.