海洋是地球水圈的最重要组成部分,同气候系统各圈层之间相互依存、互为作用,对气候的变化和发展有特别大的影响,是地球上决定气候发展的主要因素之一。
1.海洋对地球气候变化的直接影响
海洋通过参与地球表面的热量循环和水循环从而直接影响地球的气候变化。太阳热能到达地球的辐射量,是影响气候变化的重要因素,既受控于日地距离的长周期变化,同时也受到地球表面特征、海陆分布、大气成分等因素的共同影响。到达地球的太阳辐射大部分落在海洋并被其吸收,海洋是地球表面最大储热体,具有很大的质量和比热。海洋巨大的热惯性使得海面温度的变化比陆面温度的变化小得多,它对大气温度的变化起着缓冲器和调节器的作用,如果全球100米厚的表层海水降温1℃,放出的热量就可以使全球大气增温60℃。
作为大气中水蒸气的主要来源,大量水汽在海水蒸发时会被带到大气之中。海洋的蒸发量大约占地表总蒸发量的84%,每年可以把36000亿立方米的水转化为水蒸气。因此,作为大气中水汽和热量的主要来源,海洋参与到了地表表面的物质和能量平衡,对大气热量和水汽含量与分布产生深刻影响,在调节和稳定气候方面发挥着关键作用,故而,海洋是气候系统中不可或缺的重要组成。
2.海洋对地球气候变化的间接影响(www.xing528.com)
海洋水体运动、海洋吸收二氧化碳是海洋对地球气候变化产生的主要间接影响。海水受到太阳热能的驱动,形成大洋环流,使高低纬度水域的水体发生交换,在此过程中,水体所含的热能也从低纬区域向高纬区域输送。在全球气候变暖的背景下,大洋环流驱动的能量交换得以加剧,其结果是改变了高纬区域的风场和降水格局。[5]另一个主要间接影响是海洋吸收二氧化碳带来的。二氧化碳是导致气候上升的主要温室气体之一,而海洋吸收了大气中高达40%的二氧化碳,能够有效减缓该效应,因此海洋被誉为“碳的储存库”。溶解于海水中的二氧化碳一般有两个去处,一是通过光合作用转化成海洋浮游植物的身体,二是与钙相结合形成碳酸钙,双壳类和腹足类动物等海洋生物用它建造自己的介壳。
3.厄尔尼诺现象、拉尼娜现象
海洋对气候的影响是显而易见的。近年来,较为知名的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象就是海洋与大气相互作用的产物,引发全球水量分布不均、分配紊乱,使得部分区域洪水频发、部分区域连年干旱,对全球气候产生了很大影响。
厄尔尼诺是赤道太平洋中部和东部海洋表面温度持续异常增暖的一种海洋异常现象。厄尔尼诺发生时,热带中、东太平洋海水温度迅速增高,引发热带中、东太平洋区域以及南美太平洋沿岸国家暴雨连降、洪水泛滥。与此同时,热带西太平洋区域的降水减少,引发干旱。拉尼娜是太平洋中、东部海水异常变冷的现象。表面被太阳晒热的海水被东南信风吹向太平洋西部,造成西部海平面比东部高,从而引发海温升高,东部底层海水上翻引发东太平洋海温降低,伴随着全球性气候混乱,常出现在厄尔尼诺现象之后。拉尼娜经常与厄尔尼诺交替出现,但发生频率比厄尔尼诺要低。总体来说,拉尼娜的强度和影响程度不如厄尔尼诺,但也会给全球许多地区带来灾难。
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