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科学家们研究了“海洋表层”，位于海洋表面、厚度不足 2 毫米的薄层，其温度较海水其他部分略低。科学家发现，在“海洋表层”与下方海水层之间细微的温差可促进更多二氧化碳（CO₂）吸收。理论和实验室研究表明，这种温度差应该会增加海洋吸收的二氧化碳量。这一现象此前在海上从未被成功观测到。由于“冷皮效应”（cool skin effect）*，这 2 毫米的冷水层温度略低，这是由于水与大气直接接触时热量散失所致 。* 指液体的表面层温度会比内部温度略低的一种现象。这通常发生在液体与气体（比如空气）接触的界面上。这层水直接暴露在空气中，与大气接触。水分子会不断地从液态变为气态（蒸发），在这个过程中会带走热量，导致表层水的温度降低。
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“我们在北大西洋和福克兰群岛附近经历了波涛汹涌的海域，非常具挑战性，在赤道附近，海面平静如镜，给了我们些许喘息机会。”科学家团队在经过数月跨越大西洋航行，对气体和温度水平进行了精确测量后发现，在海洋表面不到 2 毫米厚的冷水层有助于海洋吸收二氧化碳。来自埃克塞特大学的主要作者丹尼尔·福特博士（Dr. Daniel J.Ford）随研究船“发现号”（RRS Discovery）从南安普敦航行至智利的蓬塔阿雷纳斯（Punta Arenas）。他说：“这次航行历时 7 周，团队致力于让所有不同的仪器协同工作，以便收集研究所需的各种测量数据。”他们使用高灵敏度的设备测量水温，以捕捉并记录空气中二氧化碳在向海洋表面流动及离开时含量的微小差异。结果表明该海域每年吸收的二氧化碳比此前估计多出约 7%。虽然这个比例看似微小，但如果放之全球海洋，该额外碳吸收量相当于亚马逊雨林每年碳吸收量的 1.5 倍。这项工作在气候模型的发展中被视为重要突破，因为海洋吸收了人类碳排放量的 1/4。这在减缓气候变化的同时也对海洋产生了负面影响（指海洋酸化，海洋生态系统失衡，海水膨胀），而新研究的发现有助于我们更深入理解这些过程。福特博士（Dr. Daniel J.Ford）表示：“随着 COP29（第 29 届联合国气候变化大会）即将举行，这项工作不仅强调了海洋的重要性，也为全球碳评估提供改进，进而指导减排决策。”该研究结果已发表在《自然·地球科学》（Nature Geoscience）期刊上。并被提交给“全球碳预算评估”（Global Carbon Budget），这是一个由科学家组成的全球性联盟，旨在建立对地球碳循环达成共识。这些数据来自两个欧洲航天局（ESA）项目的船只观测，二氧化碳通量系统测量了空气向海洋表面吹拂与返回时二氧化碳浓度的微小差异，同时进行了高分辨率的温度测量。埃克塞特大学海洋与大气科学家杰米·舒特勒教授（Prof Jamie Shutler）表示，“海洋表层”的温度略低于其下方的水层。二氧化碳的吸收受到这些层间气体浓度差异的控制。”舒特勒教授说，早在 20 世纪 90 年代初就有人提出了这种效应的可能性。“但关键的实地证据一直缺失。”普利茅斯海洋实验室（PML, Plymouth Marine Laboratory）的加文·蒂尔斯通博士（Dr. Gavin H. Tilstone）称：“这一发现凸显了海洋水柱结构的复杂性以及其对二氧化碳下沉的影响。在我们不断完善气候模型和预测时，了解这些微妙的机制至关重要。这也强调了海洋在调节地球碳循环和气候方面的重要作用。”该研究的国际合作伙伴包括来自欧洲航天局和南安普顿大学的海洋温度测量专家。船只巡航观测是由普利茅斯海洋实验室牵头的大西洋经向翻转环流（AMOC, Atlantic Meridional Overturning Circulation）的其观测项目（AMT, Atlantic Meridional Transect）*的一部分。* AMT 项目是一个长期、多学科的海洋观测计划，旨在深入了解大西洋经向翻转环流（AMOC）的结构、变化和对气候系统的影响。这个项目通过在北大西洋部署一系列固定观测站，对海水的温度、盐度、洋流、以及其他相关物理、生物和化学性质进行长期、连续的观测。
它的主要目标包括通过长期观测，精确地监测 AMOC 的强度、位置和季节变化。研究 AMOC 的变化与全球气候变化之间的联系，评估 AMOC 对气候变暖的影响。探索 AMOC 对海洋生物生产力、碳循环以及海洋酸化等过程的影响。通过观测数据验证和改进气候模型，提高对未来气候变化的预测能力。
论文信息（开放获取）：
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近地表温度梯度对海洋二氧化碳吸收的促进作用，《自然·地球科学》（2024 年）。Ford, D.J., Shutler, J.D., Blanco-Sacristán, J. et al. Enhanced ocean CO₂ uptake due to near-surface temperature gradients. Nat. Geosci. (2024).DOI ：10.1038/s41561-024-01570-7虽然努力使信息保持严谨和正确，但本订阅号不就以下方面的完整性、准确性、可靠性、适用性或可用性做出任何明示或暗示的陈述或保证出于任何目的使用本订阅号或订阅号上包含的信息、产品、服务或相关图形。因此，您对此类信息的任何依赖均由您自行承担风险。在任何情况下，本订阅号均不对任何损失或损害承担责任，包括但不限于间接或后果性损失或损害，或因使用本号引起或与之相关的数据或利润损失而引起的任何损失或损害。版权声明
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