气候变化的“蓝色冷却器”

在过去很长一段时间，地球系统的能量收支基本维持平衡、稳定的状态，地球接收太阳辐射能量，并通过背景辐射向外输出能量。然而，随着全球变暖，大气中越来越多的温室气体吸收更多长波辐射，使地球向外输出的能量变少，地球系统出现能量输入大于输出的不平衡状态。

那么，海洋在这个过程中扮演着怎样的角色呢？

若没有海洋，大气和陆地对能量可迅速做出反馈，使地表温度升高、水汽增加，产生更多的黑体辐射向外输出，如此，地球系统的能量输入输出便会较为快速地达到平衡状态。而海洋如同“冷却器”一般，通过海水混合、环流等方式将地表接收的能量向深海输运，延缓了地球系统对温室气体的响应时间，增大了气候系统的“惯性”。

由于海洋比热容和密度较大，不断吸收并储存了全球变暖导致的约90%的失衡能量，塑造了当前的气候系统变化格局。“目前，通过观测可知，海洋表层2000米的海域热含量在迅速且稳定地增加，可见海洋对气候变化影响深远。”成里京说。

难以逆转的海洋变化

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告显示，海洋变暖将至少持续到2300年，即使在SSP1-2.6（根据共享社会经济情景下的排放路径）低排放情景下，本世纪末的变暖量也是1971年至2018年的2倍至4倍；而在SSP5-8.5高排放情景下，本世纪的变暖量将达到1971年至2018年的4倍至8倍。此外，海平面上升三分之一归因于全球变暖导致的热膨胀效应，另外的原因是冰盖和陆地冰川融化导致的淡水入海。IPCC报告指出，即使在低排放情景下，本世纪内海平面依旧会持续上升。由此可见，海洋变化在未来几百年内具有不可逆性，人类所面临的气候变化挑战可能存在数百年之久。

为应对气候变化，国际社会纷纷做出响应，我国也提出了“双碳”战略。那么，在碳中和目标实现之后，气候变化问题能否彻底解决？

早在工业革命之前，地球温室气体浓度约是300ppm（百万分之一），而如今已达到420ppm左右。若碳中和目标实现，尽管表层海洋达到了平衡，地表温度不再上升，但大气中温室气体导致的辐射强迫依然会使深海吸收热量，地球系统依旧处于能量失衡的状态。

未来，海洋将会持续吸热，直至大气中的温室气体逐渐被海洋、陆地生态系统或其余方式清除。粗略测算显示，当大气中温室气体浓度降低到约350ppm后，整个地球系统的能量收支才会重新恢复平衡状态，而这个过程需要持续几百年之久。成里京认为，“从海洋角度来看，碳中和不是应对气候变化的终点，海洋以及冰冻圈等发生的变化给应对气候变化提出了新要求。”

突破危险的海洋临界点

气候临界点是气候变化研究的重要领域，也是备受全球关注的气候风险之一。而海洋也存在着诸多临界点，其中最为著名的要属大西洋经向翻转环流，一旦该环流停止，将会对整个地球的气候产生深远影响。除此之外，海冰、珊瑚礁生态系统等都存在类似的临界点。然而，这些临界点何时发生、在什么条件下发生、发生后会如何……这些问题还存在科学争议，也给人类今后如何适应和应对这些变化带来了巨大的不确定性。

“我们对海洋的认知还远远不够，对深海的认识甚至还没有对月球表面的多。”成里京说。截至目前，人类只有3人到过海洋最深处，只有约5%的海底有高分辨率地形观测，很多遥感手段目前无法穿透海水，只能靠水下仪器观测。

如今可以明确的是，近些年海洋中已经发生了大规模的极端事件，如海洋热浪自1982年以来的发生频率增加了两倍，海洋中的一些生物濒临死亡甚至灭绝，对海洋生态系统造成了不可逆的影响。如发生在近海的热浪会影响海参、蛤蜊等海洋养殖业，而发生在大洋的热浪会造成金枪鱼等经济鱼类大规模减少，影响大洋渔业。据测算，从1930年到2010年，全球渔业最大可持续产量降低了4.1%。由此可见，虽然人类主要生活在陆地，但海洋的变化和每个人都息息相关。

科学理解、共筑“深蓝共同体”

“海洋是一个联通的整体，海洋的命运是共同的，全球绝大部分海域都在变暖，而我们只有一个海洋。”成里京说。对此，他从海洋角度对全球气候治理提出建议。首先，要通过国际合作来建立全球性海洋观测系统，以此作为理解海洋的基础。“海洋是过去和未来气候变化进程的关键决定因素，具有区别于其他圈层的特殊性，认识和理解其变化是气候变化治理的科学基础。”

其次，急需系统性地揭示不同海域、多环境因子的变化，为不同区域的适应工作提供基础。“不同区域受到不同海洋变化的影响，有些地方生物更易受海洋温度变化的影响，而有些地方则更为担心溶解氧的下降。”成里京建议，明确每个区域具体受到海洋变化带来怎样的影响，然后有针对性地开展区域性适应工作。

此外，加强海洋预报预警能力也至关重要。成里京认为，海洋、大气和陆地不是孤立的，需通过地球系统数值模拟将所有圈层的变化耦合在一起，从而提高整体预报预警能力。

最后，在减缓气候变化的同时，也要适应气候变化，提升海岸带及沿海地区的防灾减灾能力，并重视海岸带生态保护和修复。当巨浪或者风暴潮来袭时，沿岸生态系统（例如红树林）可有效保护整个沿岸的生态环境和人类经济和生活。此外，海洋渔业的脆弱性风险识别、渔业政策调整、保护鱼群繁殖和栖息地等对海洋渔业的气候治理也至关重要。在海洋水产养殖业方面，可改善种群敏感性和经济依赖性，并建立健全近海环境灾害全要素（温度、盐度、溶解氧等）预测预警系统等。在海洋旅游业方面，建议发展可持续滨海旅游业，包括海上生态旅游和水下旅游等，并完善滨海预警系统、海水调节和监测技术，同时建设“韧性”滨海旅游试验区等，以上措施都可帮助各行各业应对气候变化带来的风险与挑战。