理解海洋在调节气候中的作用raybet雷竞技最新
大气环流加上洋流携带热量从热带到两极这似乎是一个简单的、不可改变的过程,但有几个因素可以改变携带热量的循环模式,并导致气候的重大变化。raybet雷竞技最新
曾有一段时间,人们低估了世界海洋对气候的影响;raybet雷竞技最新但事实上,仅海洋上层几英尺所储存的热能就相当于地球整个大气层所储存的热能。然而,由于其巨大的规模和复杂性,对海洋的研究被推迟了很长时间大气研究开始了。直到19世纪,科学家们才首次注意到吹过海洋的风与它们给邻近陆地带来的水分和热量之间的关系。
这一发现引发了许多关于海洋环流模式的科学争论,即环流方法——由于温度、盐度或持续的风而造成的密度差异。根据美国物理研究所的说法,从此开始了一个发现的时代,并诞生了一个新的科学领域,海洋学。一位美国科学家t.c.。Chamberlin他对海洋在调节大气成分方面的作用有重大发现。他发现海水温度越高,蒸发到大气中的二氧化碳气体(CO2)和水蒸气(都是温室气体)就越多。相反,海水越冷,吸收的这两种温室气体就越多。这是一项重大发现,首次将海洋与冰期间冰期的作用联系起来;随着地球变暖或变冷,海洋通过释放或吸收温室气体,促成了这个循环。在他们的研究中,钱伯林和他的学生确定这个过程非常复杂,涉及许多复杂的化学反应链。
就像燃烧化石燃料开始对大气中的二氧化碳浓度产生更明显的影响,这些理论挑战了20世纪初模型中的几个假设。根据美国物理研究所(American Institute of Physics)的研究结果,许多人认为大自然可以自我保护,大气中的二氧化碳越多,海洋吸收和容纳的能力就越大。人们认为,由于海洋中含有地球上大约95%的二氧化碳,这种“平衡”基本上是无限的。
与此同时,人们还假设,海洋的一般环流是如此巨大,无论对海洋或大气做什么,它的流量都将保持不变。海洋学作为一门科学,由于其巨大的规模和缺乏进行研究的资金,起步缓慢;目前还没有政府资助的研究机构来履行这一职能。
由于这些技术和财政上的限制,了解一般流通是一项重大成就。最初,测量洋流的方法很简单,就是把瓶子扔进海洋,然后监测它们流向哪里。仅仅确定一般的循环模式就花了一个世纪。最初的发现集中在墨西哥湾流上,因为它的表面水流相对较快。
整个20世纪50年代,几乎没有资金用于海洋学研究。最初的数据收集工作集中在从地表以下数千英尺处采集水样,并计算水的温度和含盐量。通过这项工作,人们发现海水在冰岛附近下沉,然后沿着海底流向南太平洋。20世纪50年代中期,亨利Stommel他是著名的物理海洋学家,后来隶属于伍兹霍尔海洋学研究人员发现,寒冷的咸水只在北部的几个地区下沉,并沿着海底流动。
20世纪50年代的这些发现被证明是意义重大的:它们标志着对后来被称为大气环流模型(GCM)的理解的开始。这不仅激发了人们的兴趣,还刺激了资金。两个重要的组织成立了:美国海军海军研究办公室(ONR)及国际地球物理年(IGY)。ONR赞助了关于各种海洋学主题的研究。1957年,IGY开始研究海洋在气候变化方面的作用。raybet雷竞技最新
通过这两个组织在20世纪70年代的研究和成就,关于在几年到几十年的时间尺度上运行的短期海洋-大气反馈振荡的信息开始逐渐形成,例如El Niño南方涛动(ENSO)。终于有可能确定El Niño事件与世界各地的强大气候事件有关,从灾难性的洪水到严重的破坏raybet雷竞技最新干旱.一旦科学家们
华莱士布勒克纽约拉蒙特-多尔蒂地球天文台的科学家们了解了这些短期振荡后,他们开始将这些知识应用于长期振荡,比如冰川作用。这开启了气候模拟和预测的时代。raybet雷竞技最新大部分数据来自测量世界各地收集的水样中的碳同位素。在构建gcm的过程中,他们确定海洋环流需要几百年才能完成。更重要的是,由于海洋中的这种运动非常缓慢,他们也能够确定它的吸收是缓慢的。海洋用了几百年的时间才吸收了人类迅速向大气中排放的额外二氧化碳。海洋无法跟上今天全球变暖的速度。
20世纪60年代中期,俄勒冈州立大学的科学家彼得·威尔(Peter Weyl)提出了一套关于冰河期触发的独特理论。他确定,如果冰岛周围的北大西洋突然变得不那么咸——如果全球变暖融化了海冰,就会发生这种情况北极的冰川融化的淡水流入北大西洋,稀释了上层海洋——这可能会有效地关闭整个海洋环流,引发冰河期。墨西哥湾暖流将温暖从赤道向北带到西欧的确切环流模式最终被称为“温盐环流模式”或“北方环流”大西洋输送带."
这些最初的发现最终导致了20世纪90年代几个海洋-大气计算机模型的发展,这些模型说明了目前全球变暖停止的可能性有多大传送带使西欧陷入冰河时代由于这些研究,科学家们进一步确定,此外,在快速气候变化的问题上,地球上的热带海洋可能和北大西洋一样重要。raybet雷竞技最新这不是区域性的问题,而是一个全球性的问题,各个区域相互联系、相互变化一个领域在其他领域引起反应和变化的连锁反应,推动全球反馈循环。Broecker相信这些类型的变异会导致重大的海洋的变化大气系统。
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