隨著全球氣溫的持續上升,海洋熱能累積(Ocean Heat Content,簡稱OHC)成為我們了解氣候變化的重要指標之一。從1971到2018年間,海洋熱能的增長貢獻了地球超過90%的額外能量,這主要源於人類活動所造成的溫室氣體排放。2023年,根據最新資料,全球海洋的溫度再次創下歷史紀錄,高於2022年的最高紀錄,顯示出海洋在全球氣候變化過程中所扮演的重要角色。
由於海洋水擁有比大氣氣體更大的熱容,這使得海洋能吸收大量的太陽能。實際上,海洋表層的幾公尺內儲存的能量超過整個地球的氣氛。
為了計算海洋的熱能內容,我們需要在不同的地點和深度測量海洋的溫度。進一步而言,將整個海洋或特定的海盆區域的熱能密度進行積分,才能得到總海洋熱能。近年來,依靠數千個阿爾戈(Argo)機器人浮標進行的數據收集,幫助科學家們更精確地監測海洋熱能的變化。然而,長期獲取準確數據同時考慮足夠的區域和深度,其困難程度不言而喻。
儘管表面溫度因緯度的變化而降低,但深海的溫度在全球範圍內相對寒冷且均勻,這是海洋氣候調節的關鍵所在。
海洋熱能的變化直接影響到許多生態系統,從海洋生物到沿海社區都受到其影響。海洋熱量的升高導致海平面上升,而海平面上升又進一步加劇了沿海地區的洪水和侵蝕問題。此外,海洋內部的變化可能會改變大氣的循環模式,導致極端天氣事件的出現,例如熱帶氣旋和熱浪的增加。
隨著全球變暖的加劇,海洋熱能的增加將對地球的氣候系統產生深遠的影響,無論是從生態還是社會經濟的角度來看。
按照多年來的觀測結果,海洋上層(0至700米)在1971年以來持續升溫,而700至2000米的中層和深層海水亦顯現出暖化的跡象。這一系列變化主要是由於人類活動造成的溫室氣體排放,對海洋熱能的響應幾乎不可逆轉,這在未來可能會給人類帶來地球氣候系統的更大挑戰。
科學家們對海洋熱能的變化進行了多次獨立研究,結果一致顯示出海洋上下層之間的熱量流動及其對全球氣候系統的影響。這些研究揭示了海洋在調節地球氣候中的重要性,尤其在極端氣候事件的頻發上,海洋以其巨大的熱儲存能力成為了關鍵因素。
海洋能否繼續在全球氣候變化過程中,扮演維持生態平衡的角色?