科学研究发现飓风将热能推向海洋更深处,加剧了海洋长期变暖真相究竟是什么?

cht 2023-08-08 10次阅读

当台风登陆时,破坏往往会在数年甚至数十年内持续可见。不太明显但同样强大的是台风对海洋的影响。一项新研究通过实时测量表明,台风不仅会搅动海洋表面的水,还可以将热能推送到深海,这种热能可以在数年之久被封存,并最终影响到远离风暴的地区。

热能是这个故事的关键组成部分。众所周知,台风从温暖的海表温度中获取能量。这种热能使得海洋表面附近的湿空气像热气球一样升起,形成高过珠穆朗玛峰的云朵。这就是为什么台风通常在热带地区形成。

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科研人员发现,台风最终也会助长海洋的升温,通过增强海洋吸收和储存热能的能力。而这可能带来深远的影响。

当台风将热能混入海洋中时,这种热能并不仅仅在同一地点重新升到海面。我们展示了台风产生的水下波浪如何将热能推送到比仅仅通过混合所能达到的深度大约多出四倍的地方,将其送至远离表面的深度。从那里,深海洋流可以将其传输数千英里。在西太平洋上穿越并袭击菲律宾的台风可能最终为数年后加热厄瓜多尔海岸的温暖水提供热源。

在海上寻找台风 在2018年秋季的两个月里,科研人员居住在研究船"Thomas G. Thompson"上,记录了菲律宾海如何响应不断变化的天气模式。作为海洋科学家,科研人员研究海洋中的湍流混合以及引发这种湍流的台风和其他热带风暴。

在实验的前半段,天空晴朗,风平浪静。但在后半段,三次重大台风(在这个地区被称为台风)搅动了海洋。

这种转变使科研人员能够直接比较受台风影响和没有受台风影响时海洋的运动。特别是他们对了解海洋表面以下湍流如何有助于将热能传输到深海洋感兴趣。

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他们使用一种称为微结构探测器的仪器来测量海洋湍流,它自由下降近1000英尺(300米),并使用类似留声机唱针的探头测量水的湍流运动。

台风经过时会发生什么 想象一下台风经过之前的热带海洋。表面上是一层温暖的水,温度超过80华氏度(27摄氏度),受到太阳的加热,并延伸约160英尺(50米)以下。在它下面是一层层较冷的水。

这些水层之间的温差使得它们相互分离,几乎无法相互影响。可以将其类比为未搅拌的沙拉酱瓶中的油和醋之间的分界。

当台风经过热带海洋时,其强劲的风助于搅动水层之间的边界,就像有人摇动沙拉酱瓶一样。在这个过程中,从下方混合了来自深处的冷水和从上方混合了温暖的表层水。这导致海面温度降低,使得海洋在台风过后的几天内比通常更有效地吸收热能。

二十多年来,科学家一直在讨论台风是否能够通过将温暖水层混入深海洋中来加热洋流,从而影响全球气候模式。这个问题的关键在于,台风能否将热能推送到足够深的地方以使其在海洋中停留数年。

通过分析三次台风之前和之后进行的亚表面海洋观测数据,科研人员发现台风产生的水下波浪将热能传输到海洋中的深度大约是直接混合时的四倍。这些波浪将热能传输到足够深的地方,以至于它不能轻易释放回大气中。

深海中热能的影响 一旦大规模洋流带走这些热能,它可以被输送到遥远的海洋区域。

科研人员研究的菲律宾海中台风注入的热能可能流向厄瓜多尔或加利福尼亚的海岸,沿着将水从西向东穿过赤道太平洋的洋流模式。

在这一点上,通过浅化洋流、上涌和湍流混合的组合,热能可能重新上升到海洋表面附近。一旦热能再次靠近表面,它就可以加热当地的气候并影响生态系统。

例如,珊瑚礁对长时间的热应激非常敏感。厄尔尼诺事件通常是厄瓜多尔珊瑚发白的罪魁祸首,但科研人员观察到的台风所产生的过剩热能可能也会对远离风暴出现地点的珊瑚礁造成压力和发白。

另外,过剩热能可能在海洋中停留数十年甚至更长时间而不返回海表面。这实际上会对气候变化产生缓解作用。

当台风将热能从海洋表面重新分布到更深的地方时,它们可以通过将热能封存在海洋中来减缓地球大气层的变暖。

科学家长期以来一直将台风视为受海洋热能推动、受地球气候影响的极端事件。科研人员在《美国国家科学院院刊》上发表的研究结果为这个问题增添了一个新的维度,即台风本身具有加热海洋并塑造地球气候的能力。

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通过实时测量和分析,我们对台风对海洋的热能影响有了更深入的了解。这项研究揭示了台风不仅仅是表面上的破坏力量,它们还通过将热能推送到深海洋中,对海洋和全球气候产生长远的影响。进一步研究这种相互作用将有助于我们更好地理解和预测自然灾害的影响,以及全球气候变化的复杂性。


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