[读懂科学]地球变暖连海洋颜色都在改变
英国国家海洋学中心：20年数据分析显示 北纬40度至南纬40度海域56%颜色改变 正在逐渐变绿
一项令人震惊的研究结果显示，由于气候变化，过去20年间全球海水颜色正从深蓝色转变为绿色。
英国国家海洋学中心研究团队于本月12日（当地时间）在国际学术期刊《自然》（Nature）上发表了相关论文。海水颜色可能因为多种原因发生变化，例如洪水、台风等导致从陆地流入或从海底深处上涌的营养物质过多，引发“富营养化”。以这些营养物为食的叶绿素等绿色浮游生物大规模繁殖，会使海水颜色转为绿色。问题在于，很难区分这是暂时现象还是长期趋势。科学家们一直认为，至少要观测约40年的变化，才能预测地球变暖等长期趋势是否对其产生影响。数据采集也存在困难。虽然许多卫星一直在测量海水颜色，但由于各自采用不同方式，难以将数据整合到一起。
然而，研究团队仅凭20年的最新观测结果，就成功区分出了这种变化程度。这也意味着，最近的气候变化对海洋生态系统的影响之大，远超以往认知。研究团队分析了美国国家航空航天局（NASA）2002年发射的“水色”（Aqua）卫星在过去20年间通过MODIS传感器收集的资料。特别是，他们没有采用只为测量叶绿素含量而进行的单一波长分析，而是分析了海水反射的全部7个可见光波段的强度。
研究结果显示，在占全球海水大部分的北纬40度至南纬40度之间的热带和亚热带海域表层中，约56%的区域在长期尺度上出现了颜色变化。热带和亚热带海域表层温度变化极小，颜色在季节和年度之间的波动也不大，因此更容易清晰地捕捉短期变化。颜色浓度的变化会因测量光的波长不同而有所差异，但总体来看，海水颜色随着时间推移正逐渐变得更绿。研究团队还确认了这一现象与气候变化之间的关联。他们将模拟大气中温室气体增加时海洋生态系统如何变化的模型结果，与海水颜色变化进行对比，发现二者相互吻合。
研究团队正在探究这种海水长期变色的具体机理。首先，表层水温升高似乎并未直接产生影响，因为通过卫星图像分析发现，表层水温升高的区域与海水颜色发生变化的区域并不重合。相反，他们更关注与海水中营养物质分布之间的关系。当表层水变暖时，海水上层会出现更明显的分层结构，深层的营养物质更难上升到表面。当营养物质不足时，体型相对较小的浮游生物比体型较大的浮游生物更容易存活。这种营养供应的变化，会通过改变浮游生物群落结构，进而影响整个海域的颜色。当然，海水颜色变化的机理被认为远比这复杂。研究团队也表示，目前尚无法准确解释为何会发生这样的变化。英国国家海洋学中心研究员B. Kael表示：“我们必须关注本次研究发现的海水颜色变化，因为它向人类发出了一个信号，即海洋生态系统正在发生某种变化。”
另一方面，这一研究结果也使得美国国家航空航天局计划于明年1月发射的PACE（Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem，浮游生物—气溶胶—云—海洋生态系统）卫星更加备受关注。该卫星将利用超光谱（hyperspectral）成像传感器，以远多于以往任何卫星的波段数量，对全球海水颜色进行测量。负责PACE卫星项目的研究员Ivona Cetinić表示：“此次研究结果再次证明了像PACE卫星项目这样开展全球海洋超光谱成像观测任务的必要性”，“PACE卫星将帮助我们理解本次观测到的海洋生态系统结构变化究竟意味着什么。”
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