南极洲海洋气候谜团的新线索

南极洲周围的海域仍在吸收大量碳，但尚不清楚它们还能持续多久

环绕南极洲的广阔而湍急的南大洋拥有一个意想不到的美誉：它是地球上最重要的天然气候工具之一。

与世界所有海洋一样，它将二氧化碳从大气中吸入水中。但南大洋是一个特例；它储存的碳比地球上任何其他水体都多。

但这可能会改变。一些科学家认为，随着南极气候的变化——包括海冰融化、风向变化和洋流变化——南大洋可能会吸收更少的碳。

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这对气候来说是一个很大的担忧。海洋吸收的碳越少，留在大气中的碳就越多，从而加剧全球变暖。密切关注南大洋对于准确预测未来世界变暖的速度至关重要。

但这并非易事。南大洋是出了名的难以监测——该地区冰冷多风，通常难以通过船只或飞机进入。科学家们一直能够通过多种方法对其进行跟踪，从海洋中的漂浮仪器到空中飞行的飞机。

另一个复杂之处：并非所有研究都彼此一致，就海洋究竟吸收了多少碳而言。关于它是否正在减弱，或者未来是否会减弱，以及这对地球意味着什么，仍然存在许多问题。

但最新的研究之一包含一些乐观的理由。

该研究于周四发表在科学杂志上，发现南大洋仍然是一个强大的碳汇。它估计该地区每年从空气中吸收超过 5 亿吨碳。（相比之下，人类活动每年向大气中释放约 100 亿吨碳。）

该研究提取了 2009 年至 2018 年间研究飞机在海洋上空收集的大气二氧化碳数据。

大部分碳是在夏季被吸收的。在冬季，几乎没有碳沉降——甚至可能有一些碳渗出。

尽管如此，总体而言，消息看起来不错。该研究表明，南大洋仍在发挥其作用，每年从大气中吸收大量碳。

然而，最新的发现重新点燃了人们过去对科学家们对世界之底正在发生的事情的真正了解程度的担忧。

之前的研究对南大洋储存了多少碳以及这种情况是否随着时间推移而变化，得出了不同的结果。它们有时彼此意见不一。或者他们认为碳汇可能会随着时间的推移而波动，有时减弱，有时增强。

例如，一项2015 年的研究发现，南大洋碳汇在 1990 年代正在减弱——但它在 2002 年左右再次开始增强。该研究表明，海洋可能会以这种方式自然地来回摆动，每十年或二十年发生一次转变。该研究依赖于过往船只采取的表面测量。

但一项2018 年的研究发现，南大洋吸收的碳可能明显少于之前基于船舶的测量结果所表明的。

这项依赖于海洋中漂浮传感器网络的研究表明，南大洋的一个关键区域在冬季将大量二氧化碳释放回大气中，这一过程被称为“释气”。它估计，可能有多达三分之一亿吨的碳逃逸量超过了之前的估计。

该研究指出，南大洋总体上仍在吸收碳。只是吸收的碳量远低于科学家们想象的。

再次，一项今年早些时候发表的研究发现，冬季释气不如 2018 年的研究表明的那么强烈。该研究依赖于海上无人机收集的测量数据。

上周的新研究还发现，可能存在一些冬季释气——但量不大。一年中的模式与之前的一些研究相似：夏季吸收碳，冬季释放一些碳。只是海洋和天空之间传递的碳量，尤其是在冬季，有所不同。

目前尚不完全清楚是什么原因导致了这些差异。

国家大气研究中心科学家、新研究的主要作者马修·朗表示，从海洋中的浮标中获取的测量数据可能难以解释。海洋的不同区域吸收或释放不同量的碳——一个地方的仪器可能无法收集到与另一个地方的仪器相同的结果。

他说：“除非您拥有大量数据，否则很难从地面观测中得出准确的图像。”

另一方面，飞机观测可以相对精确地描绘出任何给定时间大气中碳的含量。新研究的结果可能会为其他研究提供参考点，并帮助他们弄清楚为什么其他类型的方法，如浮标或无人机，并不总是一致。

更多的飞机活动也可能有助于科学家在未来更好地监测南大洋。

即使该地区今天仍然是一个强大的碳汇，科学家们也警告说，其状况未来可能会发生变化。一些研究表明，未来气候变化的某些方面——例如海水变暖、海冰融化或风向变化——可能会导致南大洋吸收更少的二氧化碳或向大气中释放更多的二氧化碳。

增加飞机观测也可能在世界其他地方有用。

世界各地的海洋、湖泊、湿地、森林、草原和其他自然景观都是天然碳循环的重要组成部分。它们中的许多仍然在吸收大气中的二氧化碳——但随着气候持续变暖，以及其他人为干扰造成损失，其中一些景观吸收的碳越来越少，甚至排放的碳超过了吸收的碳。

跟踪这些通量是世界全球碳核算的重要组成部分，有助于科学家更好地预测未来世界变暖的速度。科学家有时难以解释世界上所有碳排放最终的确切位置。

朗说：“我们在这里证明的真正重要的事情是，飞机观测具有解决碳循环不确定性的能力。” “我们有一个假设，即投资于全球范围、定期的飞机观测计划将是解决该问题的绝佳方法。”