تاثیر تغییرات آب و هوا بر اقیانوس ها

افزایش مقدار گازهای گلخانه ای مانع از فرار گرمای تابش شده از سطح زمین به فضا می شود. بیشتر گرمای اضافی جو به اقیانوس بر می گردد. در نتیجه، طی چند دهه گذشته میزان گرمای سطوح فوقانی اقیانوس ها به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

به این نمودار دقت کنید: این نمودار (داده های منبع) تفاوت هایی را با متوسط میزان طولانی مدت گرمایی جهانی اقیانوس ها (2006 - 1955) در 700 متر بالای اقیانوس نشان می دهد.

به طور متوسط، میزان افزایش دما از سال 1993 تا 2019،برای اعماق اقیانوسها از عمق صفر تا 700 متری برابر با 0.36 (±0.06) تا 0.14 (±0.04) وات بر هر متر مربع و برای اعماق 700 تا 2000 متری برابر با 0.14( ±0.04) تا 0.32 (±0.03) وات بر هر متر مربع بوده است.

برای اعماق بین 2000 تا 6000 متری، این افزایش دما 0.06 (±0.03) وات بر متر مربع، برای دوره زمانی ژوئیه 1992 تا ژوئیه 2011 بوده است.

بر اساس گزارش وضعیت آب و هوا در سال 2019، "با جمع بندی این سه لایه (با دوره های زمانی کمی متفاوت تر)، میزان افزایش گرمای کامل اقیانوس برای دوره تقریباً 1993 تا 2019 از 0.55 تا 0.79 وات بر متر مربع است."

تغییر گرمای اقیانوس ها

این نقشه روند از دست دادن و یا گرفتن گرما در 700 متر بالایی (2300 فوت) اقیانوس ها را از سال 1993 تا 2019 نشان می دهد. قسمتهای زیادی از حوضه های اقیانوس در حال افزایش گرما هستند (نارنجی)- و روند متوسط جهانی مثبت است- اما برخی مناطق نیز گرما از دست داده اند. تغییرات دما در بخش های خاکستری از لحاظ آماری قابل توجه نیستند.

گرما چگونه حرکت می کند

اقیانوس ها بزرگترین دریافت کننده انرژی خورشیدی زمین هستند. آب نه تنها بیش از 70 درصد از سطح سیاره ما را تشکیل می دهد، بلکه می تواند مقادیر زیادی گرما را بدون افزایش قابل توجه دما جذب کند. این توانایی فوق العاده در ذخیره و آزاد سازی گرما برای مدت زمان طولانی، نشان دهنده قابلیت اصلی اقیانوس در ایجاد ثبات در سیستم آب و هوایی زمین است.

منبع اصلی گرمای اقیانوس ها نور خورشید است.

علاوه بر این، ابرها، بخار آب و گازهای گلخانه ای، گرمای جذب شده را از خود ساطع می کنند و مقداری از آن انرژی گرمایی وارد اقیانوس می شود.

امواج، جزر و مدها و جریان ها اقیانوسی، باعث می شوند تا آب اقیانوس مخلوط شود و گرما از عرض های گرمتر به عرض های خنک تر و به سطوح عمیق تری انتقال می یابد. گرمای جذب شده توسط اقیانوس از یک مکان به مکان دیگر منتقل می شود، اما از بین نمی رود.

انرژی گرمایی سرانجام با ذوب لایه های یخ، تبخیر آب یا گرم شدن مستقیم جو، به بقیه سیستم زمین وارد می شود. بنابراین، انرژی گرمایی جذب شده توسط اقیانوس می تواند تا ده ها سال پس از جذب، کره زمین را گرم کند.

اگر اقیانوس بیش از میزان گرمای آزادشده، گرما جذب کند، میزان گرمای آن افزایش می یابد.

برای درک و مدل سازی آب و هوای جهانی ضروری است که بدانیم اقیانوس چه مقدار انرژی گرمایی جذب و آزاد می کند.

اندازه گیری گرمای اقیانوس

برای اندازه گیری دمای اقیانوس به کشتی هایی نیاز است تا حسگرها یا نمونه های جمع کننده را به داخل آب آویزان کنند. این روش زمانبر فقط می تواند دمای قسمت کوچکی از اقیانوسهای وسیع سیاره را اندازه گیری کند.

دانشمندان برای دستیابی به پوشش جهانی گرما از ماهواره هایی کمک گرفتند که ارتفاع سطح اقیانوس را اندازه گیری می کنند.

با گرم شدن، آب منبسط می شود، بنابراین می توان برآورد افزایش دمای اقیانوس را از ارتفاعات سطح دریا استنباط کرد.

برای به دست آوردن تصویر کامل تری از میزان گرمای اقیانوس در اعماق مختلف، دانشمندان و مهندسان از طیف وسیعی از ابزارهای سنجش دما استفاده می کنند. ناوگانی متشکل از بیش از 3000 "شناور" رباتیک دمای اقیانوس را در سراسر جهان اندازه گیری می کنند.

این شناورها که به شناورهای آرگو معروف هستند، در اعماق مختلف اقیانوس حرکت می کنند. هر 10 روز یا بیشتر، طبق دستورالعمل های برنامه ریزی شده، از آب بالا می آیند، و درجه حرارت (و شوری) را هنگام صعود ثبت می کنند.

وقتی یک شناور به سطح می رسد، مکان و سایر اطلاعات خود را از طریق ماهواره برای دانشمندان می فرستد و سپس دوباره پایین می رود.

ابزارهای لازم برای اندازه گیری دمای اقیانوس شامل ابزار رسانایی-دما- عمق(معروف به CTD)، ترموگراف باتری ای(معروف به XBT)، و شناور آرگو است. برای به دست آوردن درجه حرارت در مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است، از سیل ها کمک گرفته می شود.

دانشمندان دائما داده های ماهواره ها، شناورها و کاوشگرها را با هم مقایسه می کنند تا بررسی کنند که مقادیر ثبت شده منطقی هستند یا خیر.

آنها هر سه ماه یکبار، طیف وسیعی از اندازه گیری ها را برای محاسبه برآورد میانگین محتوای گرمای جهانی اقیانوس پردازش می کنند.

با تبدیل دما به ژول (یک واحد استاندارد انرژی) می توانند گرما در اقیانوس و گرما در سایر قسمتهای سیستم آب و هوایی زمین را با یکدیگر مقایسه کنند.

تغییرات در طول زمان

بیش از 90 درصد گرمایش زمین در 50 سال گذشته در اقیانوس اتفاق افتاده است.

طبق مطالعات اخیر برآورد می شودکه 63 درصد از کل افزایش میزان گرمای ذخیره شده در سیستم آب و هوایی از سال 1971 تا 2010 مربوط به گرم شدن اقیانوس های فوقانی است. 30 درصد دیگر مربوط به گرم شدن از عمق 700 متر تا کف اقیانوس می باشد.

میزان گرمای سالانه اقیانوس از 1993- 2019 کمتر از یک وات بر متر مربع ، تغییری کوچک به نظر می رسد، اما در سطح اقیانوس (بیش از 360 میلیون کیلومتر مربع) ضرب شده، به یک عدم تعادل جهانی انرژی تبدیل می شود. این بدان معناست که در حال حاضر جو، زمین را از گرم شدن کامل حفظ کرده است. در نهایت گرمای ذخیره شده در اقیانوس آزاد می شود و در آینده زمین را به شدت گرم می کند.

در حال حاضر، گرم شدن آب اقیانوس ها، سبب افزایش سطح دریاها در سطح جهان شده است، زیرا آب با گرم شدن منبسط می شود.

آب حاصل از ذوب شدن یخچال های طبیعی بر روی خشکی، طغیان زیست بوم های طبیعی دریایی، ساختارهای انسانی را در نزدیکی خط ساحلی در سراسر جهان تهدید می کند.

گرم شدن آبهای اقیانوس، در نازک شدن لایه های یخی و یخچالهای دریایی نقش دارد، که هر دو عواقب بیشتری برای سیستم آب و هوایی زمین دارند. سرانجام، گرم شدن آب های اقیانوس اکوسیستم های دریایی و معیشت انسان را تهدید می کند.

به عنوان مثال، آب های گرم سلامتی مرجان ها را به خطر می اندازد و به نوبه خود جمعیت موجودات دریایی را که برای پناهگاه و غذا به آنها وابسته هستند، به خطر می اندازد. در نهایت، افرادی که برای تهیه غذا و شغل به ماهیگیری دریایی وابسته هستند، با اثرات منفی ناشی از گرم شدن اقیانوس مواجه شوند.

منبع: علم و اطلاعات آب و هوا

نویسنده: لو آن دالمن و ربکا لیندزی

مترجم: معصومه صالحی وزیری