海洋，我们的气候和天气

今年世界气象日的主题是“海洋、我们的气候和天气”。

海洋覆盖了约70%的地球表面，是世界天气和气候的主要驱动力。

海洋还是全球经济的主要驱动力，承载着90%以上的世界贸易，并维系着生活在海岸100公里以内占40%的人类。

01海洋如何影响天气和气候

WMO 全球气候状况年度报告显示，2020年是有记录以来最暖的三个年份之一。

海洋热量达到了创纪录水平。

温暖的海洋温度助推大西洋飓风季创了记录，并使印度洋和南太平洋上的热带气旋异常强烈。

世界各地经历了更长的干旱期，延长了火灾季节。例如，澳大利亚发生的毁灭性野火是与海洋温度关联的，带来了更干燥的季节性气候型式。

Global Temperature Anomalies from 1880 to 2020， Visualizations by Lori Perkins, Released on January 14, 2021 NASA

海冰在融化，冰川、格陵兰岛和南极冰盖也在融化。

而北极海冰的融化会影响大西洋经向翻转环流。最近发表在《自然-地球科学》上的一项研究表明，大西洋经向翻转环流（AMOC），也就是湾流系统，是过去一千年来最弱的状态。

‍纽约时报的一篇可视化报道生动阐述了AMOC的机制

而大西洋经向翻转环流被气候学家称为“气候零界点”之一，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的官方术语表中，气候临界点被定义为：“就气候系统来说，临界点（Tipping point）指的是全球或区域气候从一种稳定状态到另外一种稳定状态的关键门槛”。一旦临界点被激活，系统将无法回至原来的稳定状态。全部“气候临界点”被激活后，地球系统可能将重新洗牌。

http://mpvideo.qpic.cn/0b78veaaqaaa34abbpsw3rqfbkodbcuqacaa.f10002.mp4?

基于此理论改编的灾难片《后天》，描述了临界点之后的世界，尽管还有很多争论，我们都希望这不会发生。

02观测海洋

如今，气候变化的影响在日益扩大，使海洋观测、研究和服务比以往任何时候都更加重要。

因此，海洋学家会定期监测海洋及其变化情况，同时模拟海洋对大气的影响并提供各种海洋服务，包括支持沿海管理和海上生命安全。

而海上数据的大量缺乏阻碍了我们在更长时间尺度上准确预测天气的能力，尤其是次季节到季节性的预测。

2020年11月召开的 WMO 数据会议认识到了数据方面（特别是海洋数据）的重大缺口，强调了免费和开放获取地球系统数据的必要性，以最大限度地发挥这些数据的整体经济影响。

技术进步正在彻底改变我们系统监测海洋的能力，继而了解其在天气和气候中的作用。由3000多个漂流浮筒组成的Argo阵列正在提供来自海洋上层2000米的连续数据；随后会免费分发这些数据。

正是由于这些数据，我们不知不觉体验到了天气预报带来的便利。

那么这些数据究竟是如何测量的呢？

如今通过手机微信扫描二维码，登录到海洋虚拟仿真平台（网址：https://ilab.shou.edu.cn/www/#/login），你就可以切实体验海洋水文观测是如何进行的，如何操作CDT，ADCP等观测设备。

气象预报员将海洋观测得到温度、气压、风、波浪、降水及其他变量应用于海气相互作用的物理原理，提供了数值天气和气候预测耦合模式的关键资料。

03海洋与气候变率

海洋通过规律性的振荡，导致气候在数周至数十年的时间范围内发生变化。这样的例子包括热带太平洋的厄尔尼诺南方涛动（ENSO）（包括厄尔尼诺和拉尼娜极端现象）、印度洋偶极子和北大西洋涛动。

当海面温度、大气压力和风况等型式发生变化时，会产生比正常情况更暖或更冷、更湿或更干的气候期，从而引发涛动。

随着对海洋和大气监测的改善和科学认识的提高，科学家们能够不断更好地识别和预测这些涛动，从而预测气候和天气。

参考：

1.2021年世界气象日 - 海洋、我们的气候和天气

https://public.wmo.int/en/resources/world-meteorological-day/wmd-2021-the-ocean-our-climate-and-weather

2. Current Atlantic Meridional Overturning Circulation weakest in last millennium

https://www.nature.com/articles/s41561-021-00699-z

3. In the Atlantic Ocean, Subtle Shifts Hint at Dramatic Dangers

https://www.nytimes.com/interactive/2021/03/02/climate/atlantic-ocean-climate-change.html