一支在海洋中巡逻并测量其热含量的机器人舰队彻底改变了科学家研究气候变化如何影响海洋的能力。
现在，被称为 Argo 浮标的水下机器正在进入最深的海洋深渊。
美国国家海洋和大气管理局太平洋海洋环境实验室的研究员格雷戈里·约翰逊说：“现在我们从 Argo 获得了十多年的温度数据，我们对此了解很多。” “我们现在对上层海洋及其吸收的热量了解很多，但我们对深海热量的吸收了解较少。”
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上个月在国际自然保护联盟 (IUCN) 世界自然保护大会上发布的一份报告得出结论，自 1970 年代以来，海洋吸收了人类产生的 93% 的变暖。为了进行比较，如果 1955 年至 2010 年间产生的热量进入地球大气层而不是海洋，温度将跃升近 97 华氏度（E&ENews PM，9 月 7 日）。
Argo 并非唯一收集海洋变暖数据的科学工具舰队。但是，科学家对海洋捕获热量的程度的了解很大程度上归功于这个国际项目，该项目收集了超过 150 万次测量数据。
这些水下机器人在 2000 年首次部署到水域深处。今天，该项目由大约 3500 个钢制圆柱形浮标组成，这些浮标会下降到 2000 米或 1.25 英里的水下。
每个重约 55 磅、高 6 ½ 英尺的电池供电观测工具在海洋中上下穿梭时，大约会进行 200 次压力、温度和盐度测量，就像一个收集数据的鱼饵，每 10 天进行一次。当浮标到达海面时，数据会传输到卫星。这些浮标会进行四到五年的测量，然后沉到海底。
圣地亚哥斯克里普斯海洋学研究所的海洋学教授迪安·罗密克说：“Argo 使这项研究比以往任何历史数据集都要全面。”
领导原始设计团队的罗密克说，Argo 几乎在全球范围内均匀地扩展了全球对海洋的了解。在该项目之前，大多数收集到的海洋数据都集中在北半球。在向外扩展的过程中，科学家们已经发现，例如，海洋并非均匀变暖，而是大部分变暖都集中在南半球。
但是，科学家们仍在努力研究海洋在海面下数英里处吸收的热量如何影响洋流和循环系统、海洋生态系统，甚至海平面上升。
最新版本的 Argo，即深海 Argo，可以提供帮助。
2014 年 6 月，两个深海 Argo 浮标部署在新西兰北部。约翰逊说，今年将有十几个浮标被释放到海中。目标是将该项目扩展到全球覆盖，尽管目前由 NOAA 资助但由五个美国机构实施的美国 Argo 项目对深潜器的资金有限。
与原始版本不同，深海 Argo 浮标由玻璃制成，呈球状，而不是圆柱形。由斯克里普斯海洋学研究所和泰利达因·韦伯研究公司牵头的设计，更好地分散了海洋表面下近 4 英里的巨大压力。但是，与原始的 Argo 一样，深海 Argo 可以在 10 天的周期内从海面下降到 6000 米，并传输三年的信息。
约翰逊说：“他们可以调查整个海洋，除了最深的海洋海沟。那是革命性的。”
吹风机与茶壶
海洋目前储存人类活动产生的 90% 以上的多余热量有几个原因。
首先，它们比大气层大 280 倍。此外，海洋的反射性不高。当阳光照射到表面时，大部分热量会被吸收。
海水具有高密度，并且比空气保持的热量多四倍。例如，海洋温度变化 1 摄氏度相当于大气层变化 1000 摄氏度，约翰逊说。
为了让人们了解收集的热量，Argo 和其他海洋测量结果确定，过去十年发生的变暖量（其中大部分我们知道都储存在海洋中）相当于 1400 亿个 15 瓦的吹风机或茶壶持续运行。
约翰逊说，考虑吹风机的工作方式与茶壶的工作方式实际上是海洋的一个很好的类比。
他说：“当你第一次打开茶壶时，你可以触摸它一分钟。” “用茶壶加热水与用吹风机加热空气相比，需要更长的时间。茶壶就像海洋。”
科学家如此有兴趣了解更多关于海洋吸收的热量储存在哪里，部分原因是它直接关系到人类是否有能力避免气候变化的某些最坏影响。
约翰逊说，由于海洋的巨大规模，海洋不可能停止吸收热量，因为近海面海洋需要数十年才能与大气中的温室气体浓度达到平衡。
海洋提供的一项关键服务是通过少数几个控制我们天气的全球循环模式来转移热量，并且在这些模式的某些阶段，海洋会自然地吸收和释放热量。
但对于研究人员来说，仍然不清楚的是，海洋捕获的热量如何影响它们通过循环模式自然调节热量的能力。
约翰逊说：“如果我们能够以某种方式将全球温室气体排放量冻结在百万分之 400，地表海洋将在几十年到一个世纪内继续变暖。” “我们履行气候承诺的能力很大程度上取决于海洋循环将热量带回来的时间尺度。”
尽管海洋非常擅长捕获人类创造的热量并防止其使大气变暖，但这并非没有后果。
国际自然保护联盟的报告总结了详细介绍海洋变暖如何加速冰架融化；影响海洋哺乳动物的迁徙模式、渔业资源和珊瑚礁；并导致更强烈的风暴系统的科学文献。
联合国政府间气候变化专门委员会正在准备一份关于气候变化、海洋和冰冻圈的特别报告，但撰写国际自然保护联盟报告的来自世界各地的 80 位科学家指出，在国际气候变化讨论中，海洋变暖在很大程度上被忽视了。
他们写道，海洋变暖“很可能成为我们这一代人最大的隐藏挑战”。
他们补充说，通过 Argo 等项目提高科学知识将是关键。
该报告指出：“通过综合和持续的观测方法对这些开放海洋生态系统进行未来的生物监测，对于理解海洋变暖和其他压力因素对海洋系统的持续影响至关重要。”
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