海洋热含量研究获进展

　　3月10日，美国科学促进会AAAS旗下Science子刊《科学进展》（Science Advances）在线发表了一项由中国科学院大气物理研究所牵头，成里京（第一作者和通讯作者）、朱江与美国科学家合作的研究成果《改进的历史（1960-2015）海洋热含量变化估计》(Improved estimates of ocean heat content from 1960 to 2015)。该成果迅速得到气候变化科学家和国际媒体的广泛关注。

　　温室气体不断排放使得地球系统“困住”了更多的热量，直接驱动了全球变暖。这些能量90%以上都存储在海洋中，因此海洋热含量变化是气候变化的一个核心指针，对过去海洋热含量进行估计是气候变化研究的一个重要任务。然而，过去海洋到底变暖了多少？这一直是一个具有争议性的问题：不同国际机构基于海洋观测得到的估计各不相同、差异极大。海洋观测的不足及其分布的不均匀是过去海洋热量变化估计不准确的最大原因。过去海洋观测主要依靠船舶，得到的观测非常稀少而且主要分布在北半球中纬度人类活动较多的区域。直到本世纪，一个新的海洋观测网：Argo系统的构建使得海洋观测几乎能够覆盖全球主要的海域。

　　Science Advances的新研究提出了一个新的方法解决了这个问题，包括利用了气候模型的集合模拟结果提供多源补充信息、增加了观测的空间影响范围、使用集合最优插值方法等。更重要的是，该研究利用近期较为丰富的海洋观测去评估重构的历史热含量变率在不同海盆和不同时间尺度的准确性，首次量化了由于历史观测不足导致的估计误差。基于这些进展，该工作提出了一个最新更准确的全球上层2000米历史海洋热含量的重构（如图），新的估计比国际政府间气候变化专门委员会第五次气候变化评估报告（IPCC-AR5）中的估计快约13%，反映了更快的全球变暖速率！

　　国外很多主流媒体对该研究进行了详细报道，比如具有重要国际影响力的《今日物理》（Physics Today）指出该成果研究者们充分利用了对海洋变化的深刻理解：海洋变率在时间和空间上具有复杂和丰富的相关性，提出了一个更好的空间插值方案以估计历史海洋热含量变化。该评论同时强调：海洋在1990年之后表现出显著的深海（700米以下）变暖。深海变暖反映了当前的气候对未来的深远影响：由于海洋环流的存在，深海变暖的海水可能在若干个世纪之后重新回到海表，影响未来气候变化。

　　美国最有声望的报纸之一《华盛顿邮报》（Washington Post）3月10日在线发布了编辑Chelsea Harvey撰写的题为《海洋存储了惊人的能量：过去气候变化的存储器》（Oceans storing up staggering amounts of heat: 'the memory of all of the past climate change'）的报道。《英国卫报》（The Guardian）网站发表了《新的观测提出了全球变暖的坚实证据》(New measurements solidify global warming)的评论，指出该研究为气候变化提供了一个最为关键和直接的证据。援引论文合作者John Fasullo评论道：“该研究表明海洋在过去50年变暖比以往的评估更快，揭示了地球系统的气候敏感性更高、海平面上升速度更快”。

　　著名的气候变化网站（Carbon Brief）采访了英国气象局科学家Matt Palmer，他结合近期争议性较强的“全球变暖停滞”现象评论到：新研究从能量角度反映出气候变暖并没有发生停滞，相反，海洋和地球系统在加速吸收热量。这表明近期地表/海表温度变化的“停滞”仅仅是海气相互作用的自然变率的产物，是由于海洋能量在不同深度间的输送导致的，全球变暖并未停滞，而是以前所未有的速度加速变暖！著名的气候变化科学家John Church在twitter推荐了该研究，并强调该研究是海洋加速变暖的又一力证。

　　此外该研究也得到了Inside Climate News, The Berkshire Eagle, NCAR, NOAA/NCEI, Chicago tribune, Digital Journal, 德国科学网等媒体的报道。

　　该研究涉及的海洋数据（1940-2016月平均0-2000米海洋温度格点数据，1度网格）已经全部公开，欢迎大家使用（http://159.226.119.60/cheng）。

　　论文信息：Cheng, L., K. Trenberth, J. Fasullo, T. Boyer, J. Abraham, and J. Zhu: 2017: Improved estimates of ocean heat content from 1960 to 2015. Sci. Adv., 3, e1601545, Doi:10.1126/sciadv.1601545.

图：自1960年以来全球海洋热量变化，不同颜色阴影代表不同深度海洋累计的能量。黄色为大气层顶直接观测的地球系统能量净收支（93%）。