去年夏天,在一次反常事件中,佛罗里达州坦帕湾周围超过100英里的海岸线变成了一个缺氧死亡地带,附近岸边散落着鱼类。在西北部,珍宝蟹被冲到俄勒冈州的海滩上,无法逃脱过去二十年中在剧烈事件中季节性缺氧的水域。
关于我们气候危机的许多讨论都强调了温室气体的排放及其对变暖、降水、海平面上升和海洋酸化的影响。我们很少听到关于气候变化对氧气水平的影响,尤其是在海洋和湖泊中的影响。但是,没有足够氧气的水无法支持生命,对于依赖沿海渔业获取收入的30亿人来说,海洋氧气水平下降是灾难性的。
作为专注于气候的海洋和大气科学家,我们认为海洋氧气水平是全球变暖的下一个重大受害者。为了阻止情况恶化,我们需要扩大我们的注意力,将海洋氧气水平的危险状态——我们星球的生命支持系统——包括在内。我们需要加速以海洋为基础的、促进氧气增加的气候解决方案,包括在格拉斯哥举行的2021年联合国气候变化大会(COP26)上讨论的基于自然的解决方案。
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随着大气中二氧化碳含量的增加,它不仅通过捕获辐射使空气变暖,还会使水变暖。海洋和大气之间的相互作用是复杂的,但简单来说,在人类世期间,海洋吸收了气候变化产生的约90%的过量热量。水体也可以吸收CO2和氧气,但只能在一定限度内:较温暖的水能容纳的氧气较少。氧气含量的这种减少,再加上由气候变化以及塑料污染和工业径流导致的产生氧气的浮游植物的大规模死亡,损害了生态系统,使海洋生物窒息并导致进一步的死亡。大片海洋已损失10%到40%的氧气,而且这种损失预计会随着气候变化而加速。
我们水体中氧气的急剧流失正在加剧许多领域科学家描述的与气候相关的反馈机制,其中数百名科学家签署了2018年基尔海洋脱氧宣言。这项宣言最终促成了新的“全球海洋氧气十年”,这是联合国“海洋十年”(2021-2030年)下的一个项目。然而,尽管多年来对气候变化及其对温度的影响进行了研究,但我们对其对氧气水平的影响以及氧气水平下降反过来可能对更广泛的地球系统造成的影响知之甚少。
随着金融界投资于气候变化解决方案,可能包括未来的地球工程努力,如铁施肥,我们面临着加剧氧气流失的风险。我们需要评估气候解决方案对整个生命支持系统可能产生的意外后果。
除了加强对氧气的监测和建立氧气核算系统外,这样的议程还包括充分评估我们的海洋海藻、海草、红树林和其他湿地固碳的生态系统协同效益。这些所谓的蓝色碳自然解决方案在通过光合作用为我们的星球供氧方面也表现出色。在COP26上,我们看到了许多主要的陆地倡议和承诺,例如森林管理,这些都是向前迈出的极好一步。我们希望2021年气候会议和今年的COP27会议在联合国“海洋十年”的推动下,帮助海洋自然解决方案发挥其应有的作用。
将氧气纳入气候故事激励我们开展工作,以了解我们复杂的大气和海洋系统中正在发生的深刻系统性变化。即使在我们庆祝近年来座头鲸重返日益清洁的纽约港和哈德逊河之际,由于温暖的水域携带的氧气减少,死鱼在夏天堵塞了哈德逊河。与物理和化学系统级数据相关的生态系统变化可能为气候解决方案的新方法指明方向——这些方法包括加强对我们星球生命支持系统的理解,并补充我们对减少二氧化碳排放的认识。世界上大约40%的人口依赖海洋为生。如果我们不拯救海洋生物免受缺氧之苦,我们就会饿死自己。”