海洋的无声服务

许林玉/编译

海洋的无声服务

许林玉/编译

政府间气候变化专门委员会最近开展了一项综合性评估，从中得出了一个结论：“人类对气候系统的影响显而易见”，各国政府对这一声明也达成了共识。这种影响对生态系统将会带来长期的后果，而由此产生的影响将在未来数千年内一直存在。虽然现在气候变化对地球的影响显而易见，并且受到了公众的广泛关注，但气候变化对海洋的影响相对来说则更不明显。然而，海洋提供了许多具有全球意义的关键服务，而这些服务因人类活动而需要付出日益高昂的代价。在思考适应和缓解人类气候变化的问题时，必须将这一因素考虑在内。

地球的海洋是气候系统不可或缺的组成部分。当海洋发生变化，或因气候而发生变化时，它们为人类提供的服务也会随之改变。海洋服务与人类福利最直接相关的是粮食生产，这是除了土地之外人类越来越需要的服务。

吸收过剩能量

不过，海洋还为人类提供了其他一些不甚明显的服务，它们与一些重要的物理性质相关。在气候系统中，因能量平衡发生变化而会在大气层顶层形成过剩能量，其中的90%以上便是被海洋所吸收。海洋将继续年复一年地吸收能量，而全球范围内可探测到的全球变暖状况已经延伸至地下2 000多米深的地方。这是最近全球变暖的铁证。海洋通过持续吸收热量，极大地减缓了大气变暖的进程。因此，海洋提供的这项物理服务是自然减缓气候变化的重要因素。但热量吸收只是暂时现象，未来将会进一步减弱：过剩热量在海面之下混合，所以随着大气日益变暖，海洋水体会变得更加稳定，吸收的热量也就会更少。由于水体日益稳定，尤其是在北大西洋和南大洋的深水形成区，垂直混合和循环过程可能减缓，从而使热量从海面传输至海洋深处的效率降低。在北大西洋，已经检测到了一些效率降低的迹象，但在该海域和大西洋的其他关键地区，持续进行观测对更好地了解地球系统中海洋的引爆因素至关重要。

要获得海洋系统提供的这类服务，需要付出高昂的代价，这可能会改变一个复杂而脆弱的系统中的许多因素。海洋变暖会影响大型海洋环流、热量和盐分在海洋中的分布、热带气旋生成的区域范围，以及陆地与海洋之间的温度差异。陆地与海洋之间的温差是季风系统的关键驱动因素，决定着重要气候变化模式的统计数据。海洋变暖也会影响极端事件发生的强度和频率。最近的研究表明，赤道太平洋的不同加热速度会使正位相变得更加极端，因而造成东部地区的降雨量增多，从而深刻影响厄尔尼诺南方涛动现象。厄尔尼诺与南美赤道附近地区（西部更为潮湿、温暖，东部更为干旱）、西赤道太平洋（更为干旱、温暖）和北美南部地区（更为潮湿、凉爽）均有极强的遥相关关系。由于对该地区许多国家的农业和粮食生产至关重要的季风系统受到严重影响，预计印度洋偶极子引发的极端事件也会出现类似的增长。海洋表面变暖也扩大了热带气旋摄取能量的区域，从而增加了出现形成这些极端事件的条件的可能性。尽管仍然很难对热带气旋的位置、频率和强度的变化准确地作出预测，但已经观察到了最大强度区的向极转移。在原先较少受到这些热带风暴影响的地区，需要重新适应这种转移。这些风暴被改变的区域变异性和极端性都会加剧对一些脆弱国家造成的不利影响。这都应该算作全球海洋能量吸收服务所要付出的代价，而这是由于地球能量平衡状况因人类焚烧化石燃料和砍伐森林而发生变化造成的。

来自瑞士伯尔尼的著名制图艺术家克劳德·库恩（Claude Kuhn）眼中的气候变化。海平面上升是由人类活动引起的气候变化造成的结果，其影响无处不在，而且不可逆转

储存过剩水量

海洋提供的第二项关键服务是储存并在全球范围内分配过剩水量，这些水来自快速融化的陆地冰川和格陵兰岛及南极洲的冰盖。此时，海洋充当了全球水循环最重要的蓄水池的角色。毋庸置疑，这项服务付出的代价是海平面上升，对全球各地的低洼岛屿和沿海地区造成威胁。目前，全球平均海平面上升高度的近50%是因为需储存过剩水量。稍低的比例源于热量吸收，约占当前海平面上升高度的40%。越来越多的证据表明，这项服务的代价可能会增加至更高水平，甚至到无法控制的地步。最近的模型结果显示，西南极冰盖可能已经越过了稳定性临界阈值。这将意味着海平面可能上升4米多，高于单独基于海洋热膨胀、冰川融化和极地冰盖质量损失进行计算所预测的上升高度。虽然这一情况需要经过几个世纪后才会出现，但与适应全球各地沿海陆地损失相关的挑战将会超乎想象。海洋在加速这一进程的过程中扮演着重要角色。虽然南极洲冰盖表面仍然保存完好，并未直接受到大气变暖的影响，但其边缘却与海水互相接触。全球海洋吸收的热量如今也使南极洲附近海域变暖，导致漂浮冰架非常明显地从底部开始持续融化，这一损失又因为失去了冰架提供的支撑效应而导致脆弱的冰流失去稳定性。对这种风险的有效管理，如地球工程，似乎是徒劳的，因为海洋通过我们过去排放的二氧化碳积聚的额外能量被安全地储存起来，在未来几个世纪仍将继续加热南极洲的边缘地区，尽管如果全球二氧化碳排放被禁止，而大气可能会再次缓慢冷却。

消化二氧化碳

海洋世界提供的第三项关键服务是吸收人类排放的二氧化碳。吸收二氧化碳会导致海洋酸化，即增加海水的酸度。2013年，全球海洋总共吸收了2.9±0.5Gt碳（相当于当年全球二氧化碳总排放量的近30%），这是最近几年吸收人为二氧化碳的最佳估计值。1750年至2011年间积聚的人为二氧化碳排放量中，大约有28%储存于全球海洋中，这一数量相当于陆地生物圈自工业革命开始至今所吸收的碳。虽然海洋为所吸收的碳提供了一个非常可靠的储库，但这项服务同样需要付出代价。这个代价就是海洋酸化。在很大程度上，这个过程需要付出怎样的代价仍未可知，因为我们不知道大规模海洋酸化会对海洋生态系统带来什么后果，尽管这已经被认定是一个严重的风险，尤其是在有高温室气体排放的情况下。海洋酸化对海洋生物可能造成的影响会随海洋生物的生长、体型、摄食习性和繁育成功率的变化而变化。这些影响可能会扰乱全球最大的食物链，最终减少全球海洋众多地区的渔获量。例如，变暖对海洋食物生产造成的一个直接影响是热带海产品越来越受到青睐。这是已经观察到的一个转变，为那些沿海社会带来特定的适应性挑战，尤其是在已经变得极度脆弱的热带地区。

在对未来气候变化的所有预测中，关于全球范围内海洋酸化的预测不确定性最小。对于某种特定的情况，那种小概率的不确定性可能会大幅增加地球系统引爆因素的可预见性。而预计可能出现的唯一情况是：碳酸钙的欠饱和状态正处于临界阈值的十字路口。模型模拟结果表明，该阈值将在北极地区首次相交，这种情况最早甚至可能出现在最近十年中。由于会继续排放二氧化碳，因碳酸钙欠饱和而受到影响的北冰洋海域会逐渐扩大。碳酸钙欠饱和被认为是生物体被钙化的重大压力源，因此会对全球海洋生态系统造成严重影响。

鉴于海洋是重要的服务供应者，在地球系统中起着重要作用，人们不禁会想，为什么在政策领域对其物理状态和生态系统健康投入的关注少之又少。难道不应该加大力度，更好地衡量、了解并预测海洋过程吗？许多因为气候变化对陆地造成的影响都已经记录在册，全球范围内的冰川消融等一些不可逆的变化也得到了确认。我们对海洋知之甚少，但这并不意味着影响并不存在；我们见与不见，影响都在那儿。也许，由于海洋浩瀚无边，我们觉得它不会受到人类的影响，觉得还有时间采取行动，并避开那些因人类活动给海洋系统服务带来的最危险、最普遍的影响和后果。

《联合国气候变化框架公约》第二条规定，必须防止气候系统受到危险的人为干扰。但我们必须认识到，该条款所蕴含的意义远胜于《联合国气候变化框架公约》各缔约国目前将最高变暖目标确定为2°C的共识。在该条款中，尽管有充足的理由，但海洋并没有明确提及。与气候变暖同等重要的问题是海洋酸化，但变暖目标中根本就没有提到这一点；海平面上升也同样未被列入大气变暖目标；还有海洋食物生产，它涉及许多驱动力，而不仅仅是大气温度，将受到人类活动的不利影响，而这些影响仍然难以识别和理解。对于上述每一个问题，我们都可以制定一个新的目标。

将这些目标结合起来，必定能够指导我们朝建立可持续气候未来的方向努力。寻找一个更全面的方法来减缓地球系统变化的挑战要求各方付出更多努力，以便将限制气候变化之门保持在大多数地区和社区都能适应的水平，而不是在我们眼皮底下关闭。深入的研究、精心设计的科学项目和国际倡议活动有助于我们更好地理解海洋及其对地球系统其他组成部分产生的重大影响。人类的科学理解是使海洋负责任地担负起管理工作的先决条件，并因此继续提供海洋系统服务，运行海洋生态系统。

[资料来源：Science][责任编辑：粒灰]