海洋可能已经变暖 1.7°C

来自加勒比海的海绵保留了数百年前的海洋温度记录。 这些新揭示的古气候记录表明，1860 年左右工业时代化石燃料燃烧导致海面温度 (SST) 开始上升。

这比海表温度测量变得普遍早了 80 年，并且早于政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 使用的全球变暖开始日期。 根据这些新的海绵记录，科学家认为目前气温比工业化前水平高 1.7°C。

该研究的研究人员认为，世界已经超越了 2015 年的目标 巴黎协定 将大气变暖限制在比工业化前温度高出 1.5°C 以内，并在 2030 年之前达到 2°C 的目标。

“我们在全球变暖的情况下取得了进一步的进展，我们必须采取行动防止全球变暖的时间严重减少，”他说 马尔科姆·麦卡洛克西澳大利亚大学克劳利分校的海洋和珊瑚地球化学家，也是这项新研究的主要作者。 “我们必须开始认真减缓和减少排放。”

这些结果是 发表 在 自然气候变化。

旧海绵填补空白

研究的硬化海绵（尼氏角孔菌）是一群长寿的海绵，专门生活在加勒比海深处，光线或温度变化很小。 与树木年轮一样，海绵的骨骼在其一生中保留了其环境条件的记录。

“这些海绵生长极其缓慢，”解释道 阿莫斯·温特是特雷霍特印第安纳州立大学的研究合著者和古海洋学家。 “一块10厘米的海绵，虽然不是很大，但可以追溯到400年前。”

这种长寿是这项新研究分析现代全球变暖的关键。

这 政府间气候变化专门委员会 将现代气温与 1850 年至 1900 年间的平均气温进行比较，以确定当今相对于工业化前世界的变暖程度。

然而，“众所周知，人类排放量在 1750 年代开始显着增加，”说 Duo Chan英国南安普顿大学的气候科学家没有参与这项新研究。

基于船的海表温度测量只能追溯到 1850 年左右。记录包含许多不一致之处，并且直到 1900 年代中期现代仪器接管后仍然稀疏。 即便如此，也有 显着的数据差距 在第二次世界大战等事件期间。 古气候代理 例如储存在硬化海绵中的数据可以将海表温度的记录延伸到真正的前工业时代，并有助于填补船上测量的空白。

“IPCC 采用较晚的前工业化参考期是一种妥协，主要是因为缺乏足够的仪器数据来量化 1850 年代之前的全球气温，”陈说。

这些硬化海绵记录可以解开过去海面温度的历史，说 考斯图布·蒂鲁马莱是图森亚利桑那大学的古海洋学家，他没有参与这项研究。 （Thirumalai 是科学顾问 埃欧斯.)

80 年领先优势

在当地潜水员的帮助下，研究人员于2007年至2012年在波多黎各和美属维尔京群岛的圣克罗伊岛附近收集了六块硬化海绵。 他们利用铀钍放射性同位素测年法为每块海绵构建了大约 300 年前的生长时间表。

在每个两年的生长间隔内，他们测量了锶与钙的比率。 随着温度升高，钙化珊瑚骨骼优先吸收钙而不是锶，因此该比率可以代表海水温度。 他们根据最近（1964-2012）的仪器测量值校准了硬化海绵温度时间线。

尼氏角孔菌 可能是加勒比海地区的特有现象，但它们可以用来了解全球平均趋势。

科学家发现 加勒比海域的温度趋势 密切关注全球平均海温趋势。 硬化海绵生活在海洋深处 海洋混合层，从地表到 100 米以下的温度基本相同。 因此，硬化海绵记录的环境海水温度也可以用来了解海面温度。

硬化海绵记录了一些众所周知的全球温度异常，例如 坦博拉 1815年爆发。从1700年到1790年，海洋温度相对稳定，随后是从1790年到1840年的火山冷却时期，然后是从1840年到1860年代初的另一个稳定但稍微温暖的时期。 研究人员将人为气候变化追溯到那个时期——比仪器海表温度记录显示的时间早大约 80 年。

海绵的工业化前起始线约为 1700 年，这意味着地球从那时到 2020 年左右变暖了 1.7°C（假设陆地和海洋变暖幅度相同）。 这比 IPCC 的估计高出约 0.5°C，表明地球有望在 2030 年之前升温超过 2°C。

蒂鲁马莱发现这项研究“创新且聪明”，尽管他表示硬化海绵记录可能有太多不确定性，无法充分查明 19 世纪火山冷却等事件。 他还希望研究人员更详细地展示加勒比地区的温度趋势如何代表全球海温异常。

尽管如此，他说，“生成新的、独立的古温度记录总是有用的，有助于最大限度地减少我们对人为变暖和工业化前条件基线的理解的不确定性。”

解开变暖的原因

“将这些硬化海绵的发现与校正的仪器数据相结合，可以提供历史海表温度演变的更全面的视图，”陈说。 然而，他警告不要立即采用更新后的变暖值。

陈说，硬化海绵变暖速率几乎反映了广义上的现代仪器记录，但即使考虑到不同的起跑线，也存在一些差异。 正在进行的研究旨在纠正历史仪器记录中的一些偏见和错误，这可能会消除其中的一些差异。

同样，追溯到 1700 年，地球气候可能仍在从 1700 年开始反弹。 小冰河时代 （大约 1300-1850 年）。 陈说，这可能是 19 世纪初气候变暖的部分原因，但绝对不是全部。

“必须更准确地区分人为因素和其他因素，特别是在工业化早期，”陈说。 “这种区别不仅增强了我们对气候变化的理解，而且具有重大的政治影响，为全球变暖背景下的政策和目标设定提供信息。”

麦卡洛克、温特和他们的同事敦促政府间气候变化专门委员会的科学家和气候建模者考虑这条新的前工业化起跑线。 是否会被采用尚不确定，但研究人员认为，如果全球变暖已经超过 1.5°C 气候行动 比以往任何时候都更加重要。

—Kimberly MS 卡地亚 (@AstroKimCartier），特约撰稿人

引用: 卡地亚，KMS (2024)，海洋可能已经变暖 1.7°C， 伊欧斯，105， https://doi.org/10.1029/2024EO240059。 发布于 2024 年 2 月 5 日。

文本 © 2024。作者。 CC BY-NC-ND 3.0
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