海洋正在变绿？
气候变化信号早已显现
地球观测卫星发现，过去20年，全球海洋表面颜色发生了显著变化！科学家分析了长达20年的MODIS-Aqua卫星数据，发现56%的海洋区域呈现显著趋势，主要集中在中低纬度地区。
这是怎么回事
与海面温度变化无关！
研究发现，这些变化与海面温度无关，可能与混合层深度或上层海洋层化等气候驱动因素有关。混合层深度增加，会导致阳光照射到更深的水层，促进浮游植物的生长；而海洋层化则会限制营养盐的垂直运输，改变浮游植物的群落结构。
模型验证
研究人员使用先进的海洋生态系统模型进行验证，发现模型中海洋颜色的变化趋势与卫星观测结果一致，这表明海洋颜色的变化确实是由气候变化驱动的。
模型介绍
复杂海洋生态系统模型： 该模型可以模拟海洋生态系统内部复杂的相互作用，包括浮游植物、浮游动物、营养盐、溶解有机物等。
八种浮游植物类型： 模型包含了八种不同类型的浮游植物，例如硅藻、甲藻、蓝藻等，可以更细致地模拟浮游植物群落结构的变化。
生物地球化学循环： 模型可以模拟碳、氮、磷等元素的循环过程，以及它们对海洋生态系统的影响。
实验过程
模拟情景： 研究人员设置了两种模拟情景，一种是控制情景（模拟没有气候变化的情况），另一种是强迫情景（模拟温室气体排放增加的情况）。
模拟时间： 模拟时间跨度为 250 年，从 1860 年到 2110 年。
数据分析： 研究人员分析了模拟结果中 2000 年到 2105 年的数据，并计算了海洋颜色变化趋势的出现时间 (ToE)。
模型结果
ToE 更快： 模型模拟的海洋颜色变化趋势出现时间 (ToE) 也表明，这些变化趋势出现得比叶绿素变化趋势更快，ToE 是 20 年或更少 的区域在模型中占 46%，而在卫星观测结果中占 56%。
区域一致：模型模拟的海洋颜色变化趋势显著的区域与卫星观测结果一致，主要集中在北太平洋和北大西洋等地区。
海洋变绿意味着什么？
海洋颜色的变化可能反映了浮游植物群落结构的变化，进而影响海洋生态系统、生物地球化学循环和海洋生物多样性。例如，浮游植物数量的增加，会促进碳汇功能，但也会导致氧气消耗增加，影响海洋生物的生存环境。
未来展望
随着MODIS-Aqua任务的结束，我们需要更多卫星数据来继续监测海洋变化。未来，我们将利用多源卫星数据，并结合更先进的分析方法，更全面地了解海洋生态系统的变化趋势。同时，我们也需要加强海洋生态系统的科学研究，以便更好地预测和应对气候变化对海洋生态系统的影响。
参考文献：Cael, B.B., Bisson, K., Boss, E. et al. Global climate-change trends detected in indicators of ocean ecology.
Nature 619, 551–554 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06321-z
创作人：周萌萌，天津城建大学，本科生
