中国科学家再次敲响气候变化警钟——国家海洋局第三海洋研究所研究员陈立奇谈北冰洋快速酸化

来源:中国海洋报   发布时间:2017-03-03 13:11:09 

主持人:本报记者岳宝彩
嘉宾:国家海洋局第三海洋研究所研究员陈立奇

  近日,以我国海洋科学家为主在国际著名学术刊物《自然·气候变化》网站发表的学术论文《西北冰洋酸化水体快速增长》,预测了本世纪中叶酸化水体将覆盖整个北冰洋,引起了科学界和社会公众的关注,也受到了国际海洋科学和极地科学界的高度评价。该论文是国家海洋局和美国国家海洋和大气管理局合作项目“中美海洋酸化研究”取得的成果,是中美科学家在北冰洋海洋酸化合作研究中取得的重要进展。海洋酸化是什么,有什么危害?研究海洋酸化有什么意义?这篇科学论文研究成果有什么作用和意义?3月2日,本报记者对话该论文通讯作者、国家海洋局第三海洋研究所研究员陈立奇。

海洋酸化威胁人类生存
  主持人:什么是海洋酸化?
  陈立奇:海洋酸化问题和全球气候变暖“祸出同因”——都源于主要温室气体二氧化碳的过量排放。空气中的二氧化碳溶于海水后形成碳酸,使海水的pH值(酸碱度)和碳酸钙饱和度下降,出现海洋酸化的现象。海洋酸化所引起的碳酸钙溶解,直接影响如钙化藻类、珊瑚虫类、贝类、甲壳类和棘皮动物等钙质生物。而浮游植物构成了海洋食物网的基础和初级生产力,导致从小鱼、小虾到鲨鱼、巨鲸的众多海洋动物都面临冲击,进而破坏整个食物链。此外,在pH值较低的海水中,为了保护自己,这些钙化生物会长得越来越小、外壳越来越厚,它们作为饵料价值也会下降,这会对食用贝类养殖产业造成很大的打击。当前,海洋酸化已经成为继全球变暖和海洋污染后严重影响和威胁人类社会发展的第三大环境问题,给海洋生物的生存带来极大挑战,进而影响到人类的生活和居住环境。

研究北极海洋酸化具有典型意义
  主持人:为什么要研究北极的海洋酸化?
  陈立奇:这主要是分两个层面。首先,北极是全球对气候变化最敏感的地区,全球气候变暖首先在北极感应和放大。近10年来,北极夏季海冰覆盖面积连续突破历史最低记录,先是2007年的425万平方公里,接着是2012年的341万平方公里,其结果是北冰洋2/3面积出现了1000多万平方公里开阔水域,促使大量的人为二氧化碳通过大气进入北冰洋,导致上层水体的酸碱度降低,也就是北冰洋的酸化现象。
  其次,研究北极海洋酸化对研究全球海洋酸化具有典型意义。科学研究表明,全球海洋酸化正以前所未有的速度在快速增长。从工业化前到2012年,由于过量的人为二氧化碳排放已将海水表层pH值降低了0.1~8.1,海水酸度已提高了30%;预计到2100年,海水表层酸度将下降到7.8,到那时海水酸度将比1800年高150%。距今5500万年前,海洋里曾经出现过一次生物灭绝事件,罪魁祸首就是溶解到海水中的二氧化碳,估计总量达到4.5万亿吨。此后,海洋至少花了10万年时间才恢复正常。西北冰洋快速酸化对海洋生物会产生重要影响,其损害将影响到较大的生态系统。

二氧化碳是海洋酸化的元凶
  主持人:这篇论文的价值意义是什么?
  陈立奇:从目前看,北极是海洋酸化最严重的地区,是全球海洋酸化研究的“领头羊”,我们的论文在中国北冰洋科学考察最新航次数据以及多年历史资料的基础上,进行了深入研究,得出“本世纪中叶酸化水体将覆盖整个北冰洋”这一论断。它是我们观察到的第一个如此迅速且大范围的酸化加重的海洋,比在太平洋或者大西洋观测到的结果要快4倍以上。
  过去20年,由于全球气候变暖,导致北冰洋海冰快速融化,北冰洋大气-海洋环流异常。1997年以前,北冰洋环流每隔5年~7年在气旋和反气旋之间交替演变。1997年以后,反气旋模式一直占统治地位,维持了整整19年。物理模式研究表明,这一反常现象与气候变暖引起的格陵兰冰盖持续消失,可能有利于加拿大海盆上层海洋聚集酸化海水。这是导致北冰洋酸化海水快速扩张的最主要原因。
  换句话说,人类排放大量的二氧化碳,一方面被海洋吸收直接导致海洋酸化,另一方面导致全球变暖,北冰洋海冰快速融化,进而驱动大气-海洋环流异常,使酸化海水辐聚扩张。因此,我们的成果证明了,二氧化碳是海洋酸化的元凶,而气候变化是北冰洋快速酸化的帮凶,节能减排、保护环境,刻不容缓。

北极科考获取一手数据
  主持人:我国是怎么样开展海洋酸化研究的?
  陈立奇:我国从2008年第三次北极科考时就与美国、欧盟签署了关于共同研究海洋酸化的合作文件,此后的历次北极科考,相关国家的研究人员都对这一问题进行了持续的合作。历次北极航次,中美双方科研人员共同现场采样、分析,后期双方共同分析数据,共同撰写文章,共享成果。我国从1999年开始中国首次北极科学考察以来,始终坚持北极快速环境变化、气候变化、碳循环的观测研究,在西北冰洋紧随海冰后退深入到冰边缘,连续坚持7个北极科学考察航次,十几年来获取了大量与气候变化、碳循环和海洋酸化相关的第一手高精度数据。......查看原文:http://epaper.oceanol.com/shtml/zghyb/20170303/65501.shtml

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