游泳者在燃煤发电厂的阴影下勇敢地在水中游泳。像这样的燃煤电厂向大气中排放二氧化碳,这正在使地球变暖,并改变海洋的化学性质。 信贷:乔尔·w·罗杰斯/ Corbis

气候变化

介绍

海洋门户团队

今天,我们大气中的二氧化碳浓度达到了1500万年以来的最高水平。它是不断扩大的人口的累积影响——70亿人口,而且还在增加——以及对能源日益增长的需求,需要全天候的电力、工厂、汽车、卡车、飞机和更多。有限公司2其他气体,如甲烷和一氧化二氮,会放大所谓的温室效应。从历史上看,这是一件好事。这些气体吸收热量,使大气温度足够高,使地球能够维持包括人类在内的多种多样的生命。但是,在工业革命以来的150年里,温室气体已经激增了30%,迅速提高了地球的全球温度。这种趋势可能会带来灾难。高有限公司2浓度改变了海洋的化学性质,造就了它酸性更强。海洋在调节气候方面起着关键作用,它吸收了人类排放到空气中的四分之一以上的二氧化碳。但是,海洋是挣扎为了赶上rising公司2的水平。成千上万的植物和动物物种可能会灭绝,没有时间去适应一个更暖的星球。人类也可能被迫离开家园,免受气候变化的多重影响。

科学

研究

过去的气候故事

一位考古学家布置了一个深海岩心。
一位考古学家在英国近海布置了一个深海岩心。 韦塞克斯考古学会(Flickr)

我们怎么知道今天地球气候的变化是人类活动造成的偏差,还是仅仅是46亿年历史中的一个插曲?一种方法是通过学习冰和海洋沉积物的岩心。就像树的年轮一样,地核的每一层都有记录大气条件——氧同位素,甲烷浓度,尘埃含量,甚至火山爆发——在沉积物和死亡的微生物等有孔虫

有证据表明,在19世纪,随着工业革命的兴起,大气污染公司的二氧化碳排放量下降了2浓度开始前所未有的上升,从19世纪早期的280ppm(百万分之一)迅速上升到目前的376ppm水平。岩心钻探的数据也使科学家们能够将快速的气候变化与海洋环流模式的变化联系起来。

集合

来自微生物的气候线索

Globotruncana falsostuarti——一种有孔虫,生活在7500万年前的白垩纪。

这有孔虫Globotruncana falsostuarti)生活在大约7500万年前。利用贝壳化学,科学家们可以估计出这些生物生活时的海洋表面温度,并进一步了解我们的气候变化。对于这个样本,他们计算出它生活在28°C(82°F)的海水中。

(布莱恩·t·休伯/史密森学会)

只有头发那么宽的东西怎么能告诉我们有关气候变化的事情?史密森学会的古生物学家布莱恩·胡伯能回答这个问题。布莱恩研究的是单细胞生物有孔虫,简称“有孔虫”。这些微小的生物已经在海洋中生活了5亿多年,而过去的有孔虫骨架也是如此埋在层当它们落在海底时。

史密森尼博物馆有有孔虫集合拥有成千上万种不同的物种。通过观察沉积层中有孔虫的分布和密度,像布莱恩这样的科学家可以发现线索海洋和气候是如何随时间变化的。

技术

丰富的浮标

一个海洋。超过100个系泊浮标在环绕地球的单一、连续的水体上收集数据。
超过100个系泊浮标在环绕地球的单一、连续的水体上收集数据。 (NOAA)

不要以为海洋是复数;认为海洋,奇异。虽然我们把海洋分成不同的部分——大西洋、太平洋、印度洋等——但它实际上是一个巨大的全球海洋,一个单一的水体,环绕地球没有间断或边界。从北极冰到温暖的赤道水域再到南极环极洋流,地球上所有的海洋盆地都是相通的。

追踪所有的运动是美好的——全球海洋观测系统。一周七天,一天24小时,GOOS仪器上的传感器从数千个浮标、浮子、验潮仪和其他仪器上记录海洋温度、盐度、潮汐、洋流等数据。这些数据对于建立精确的模型至关重要,这些模型可以预测随着温室气体排放到大气中,气候将如何变化。

科学家们

凯西起重机

凯西·克兰博士和同事们站在加拿大北极地区的坚实海冰上。
凯西·克兰博士和同事们站在加拿大北极地区的坚实海冰上。 (埃默里克里斯托夫)

北极——这个词让我们颤抖。地球的这一部分正在我们眼前发生变化。衡量这些变化是他的工作。凯西起重机以及她的同事,RUSALCA使团的成员。RUSALCA代表俄美对北极的长期普查该项目是一个联合科学项目,旨在揭示俄罗斯和美国交界水域的情况。科考队问的是最基本的问题:这里生活着什么?什么在向北极迁徙?这些洋流是如何在空间和时间中改变的?在北极,时间是至关重要的,因为常年不变的海冰正逐渐成为过去。

威胁&解决方案

海洋酸化

将贝壳放入酸性增加的海水中,超过45天就会慢慢溶解。
在一项实验室实验中,一只海蝴蝶(翼足类动物)的贝壳被放入酸度增加的海水中,在45天的时间里慢慢溶解。 (David Littschwager/国家地理学会提供)

超过四分之一的公司2释放到大气中,最后进入海洋。二氧化碳的巨大增长2在过去的100年里改变了海洋的化学平衡增加海水的酸度——这个过程叫做海洋酸化

改变海洋的化学成分可能会给那些需要更多碱性(少酸性)海水才能长出硬壳的动物带来麻烦。在南大洋的海螺(翼足类动物)的壳已经明显的溶解。珊瑚也可能难以在酸性更强的海水中生长。pH值的变化可能很小,但它们后果可能是毁灭性的。它最终可能会产生强大的连锁反应,戏剧性地改变海洋食物网,最终影响出现在你的餐盘

海平面上升

马尔代夫内阁部长签署了一项对抗气候变化的宣言——水下!
马尔代夫内阁部长签署了一项对抗气候变化的宣言——水下! (路透社)

2009年10月17日,岛国马尔代夫的部长们在水下召开内阁会议,提出一个生动的观点——气候变化导致的海平面上升威胁着马尔代夫的整个国家。现在海平面上升有两个主要原因:1)海平面上升陆地上的冰川融化2)海水热膨胀。(水变暖时膨胀。)

最近的科学预测表明,在未来100年内,海平面将上升1米(3英尺)。这意味着大面积的海岸线,从阿拉斯加到佛罗里达,将水下。海平面上升也意味着暴风雨期间沿海地区会发生更多洪水。更多信息请访问我们的海平面上升概述页面

融化的冰

自20世纪70年代末以来,北极海冰平均每十年减少4%。
自20世纪70年代末以来,北极海冰平均每十年减少4%。 (James Balog/极端冰川调查)

滴、滴、滴。那不是你漏水的水龙头,那是融化的冰川在陆地上,融化的冰漂浮在水上。从北极到南极半岛,地球是失去冰在一个快的速度。因此,动物必须适应。在阿拉斯加,像白令海比目鱼、太平洋鳕鱼和黑鳕鱼等鱼类已经向北迁移到波弗特海,因为它们的家园水域已经变暖。对于依赖海冰狩猎的北极熊来说,预测是可怕的整个物种损失了三分之二在50年。

涟漪效应

海象把海冰作为平台,在上面哺育幼象并进行潜水。
海象把海冰作为平台,在上面哺育幼象并进行潜水。 (美国国家海洋和大气管理局克里斯特曼船长)

气候变化正在以非常大的规模和非常快的速度改变全球的生态系统。欧宝体育稳不稳这是一种连锁反应,引发了一连串的影响动物欧宝体育稳不稳。一些物种正在迁移到新的领地。另一些人正在失去他们的食物供应或养活他们的能力。以海象为例。海象从海洋冰架俯冲下来,以生活在海底的生物为食。2007年,温暖的气温将海冰推到了大陆架边缘之外。这意味着海水太深,海象无法进食。有史以来第一次,数千只海象拥挤在阿拉斯加温赖特附近的海滩上。踩踏导致许多海象幼崽死亡。

政策策略

燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料,每年排放近70亿吨二氧化碳。
燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料,每年排放近70亿吨二氧化碳。 (iStock)

碳抵消、碳排放限额和碳排放交易、碳排放税——这些术语听起来像是官样文章。在科学家收集有关气候变化的数据并创建模型的同时,公民必须采取行动。现在正在进行一场辩论:我们是否继续以同样的速度燃烧化石燃料,并为生活在一个更暖的星球做好准备?还是我们制定法律在各个层面——个人、公司和整个国家——实施减排?我们会选择什么?

文化的关系

渔业

洪堡乌贼放出墨汁。
洪堡乌贼(Dosidicus牡蛎)在墨西哥的科尔特斯海(Sea of Cortez)的夜晚释放出一团墨汁。 (《国家地理》布莱恩·斯凯瑞)

由于气候变化,世界各地的海洋生物都在迁徙。2007年,一个一大群水母通常在地中海发现的鲑鱼破坏了北爱尔兰的一个鲑鱼养殖场,超过12万条鱼被蛰死。在北海,几乎三分之二的海洋鱼类改变了它们的纬度和水深联合国最近的一份报告描绘了一幅黯淡的画面——由于气候变化的致命组合,海洋中最多产的部分正处于崩溃的边缘,过度捕捞鱼类资源包括入侵物种、污染和沿海开发。

他们要去哪里?一些动物被迫游到新的地方,以停留在一个舒适的、较低的温度范围内。另一些则跟随食物前往海洋的新区域。但一些动物,如水母和洪堡乌贼,正利用这种变化扩大它们的活动范围。水母在温暖的水域中茁壮成长,因此不断上升的温度有助于它们茁壮成长。洪堡乌贼很好地适应了低氧水——但是为什么会有更多的低氧水呢?由于水母和其他浮游生物受到海水变暖的刺激,它们不断增加的呼吸可能会消耗掉水中足够的氧气扩大了乌贼喜爱的缺氧栖息地

哥本哈根峰会

2009年12月,来自全球各地的数千名领导人和活动人士齐聚联合国气候变化峰会。
下一站,哥本哈根。2009年12月,来自全球各地的数千名领导人和活动人士齐聚联合国气候变化峰会。 (马太福音麦克德莫特)

愿望,是的。行动,不完全是。2009年12月,联合国举行了第15次会议哥本哈根气候变化峰会。许多人认为这是一次史无前例的国家元首严肃讨论气候变化的会议。但其他人对协议的最终措辞感到失望。是在这里读到它自己判断吧。

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