海洋打个喷嚏，气候系统就会感冒
海洋打个喷嚏，气候系统就会感冒
受气候变化影响，全球多地极端天气频发。极端天气的发生与海洋有什么样的关系？海洋与气候变化领域有哪些最新研究成果？如何更好地应用这些成果？
自然资源部第一海洋研究所副所长乔方利表示，海洋才是气候变化的真正控制者。海洋平均深度为3500米，其热含量是大气热含量的1000多倍。打个形象的比喻，如果海洋打个喷嚏，气候系统就会感冒，而且会是重感冒。海洋就是地球的"大空调"，如果没有海洋调节，气候系统就会崩溃。
海洋与气候变化的关系
海洋和气候其实是两个研究领域，我们通常讲的气候是指海洋、陆地、大气、冰这4大圈层之间的相互作用，是一个非常复杂的系统。很多人认为气候变化只与大气相关，实际上，海洋在气候变化过程中起着决定性的作用。海、陆、气、冰会通过它们之间的界面进行物质、能量交换。
气候变化本质上是人类活动排放的二氧化碳等温室气体造成全球气候变暖。根据最新的全球气候变化第六次评估报告IPCC-AR6的结果，温室气体造成全球热量增加的93%进入了海洋，只有大约2.3%的热量进入大气系统。海洋2米—3米的水体所含的热含量与大气整体的热含量相当。
海洋与气候变化关系的研究现状
要深入研究海洋与气候变化的关系，研究不同圈层之间的界面特别重要，既懂海洋又懂大气，才能比较好地理解海气界面的交换过程。当前这种跨学科的研究仍然非常薄弱。很多有很强大气背景的科研工作者对海洋的了解并不多，但要预测未来的天气或者长期气候变化尤其是极端天气过程，需要对海洋有更深入的了解，否则做出来的预报是不准确的。
突破性研究成果
经过多年努力，乔方利团队取得了一些突破性的研究成果，这些成果有助于发展我国自己的气候模式。具体包括以下几个方面的进展：
湍流理论：从全球尺度看，波浪的空间尺度很小，它的平均高度只有1米左右，平均波长也只有100米左右，而气候系统的空间尺度是数千公里到全球上万公里，因此，原来国内外学者认为波浪和气候是完全不相关的。研究发现，波浪会产生湍流，而湍流会改变上层海洋的热力结构，而上层海洋的热含量决定了气候系统的未来发展。在气候模式中加入浪致湍流理论，能够大大提高极端天气预报和气候预测的准确性。
飞沫水汽过程：海浪破碎会产生飞沫。风会把飞沫卷到空气中，这种飞沫在海洋与大气之间传递很多热量。此前的气候模式中并未考虑这一过程。研究发现，这一过程对全球气候变化有重大作用。飞沫传递的热量，是海洋传递到大气中热量很重要的一部分。
海洋和大气之间的交换过程：风，海风会产生风应力来驱动海洋流动。以前以为风向与风应力的方向是完全一致的，但实际观测后发现并非如此。因为海洋和大气之间存在波浪，波浪能改变风应力方向。例如，风朝东吹，但在波浪作用下，风应力的方向并不一定朝东，也可能会朝东北，甚至朝西，这一发现颠覆了原有的科学认知。
研究成果的实际应用
台风预报：在台风预报模式中加入了浪致混合理论和飞沫过程，把一整年台风强度的平均预报精度提高了40%，这将有助于未来应对台风的防灾减灾工作。
极端降雨预报：2023年7月31日前后的北京周边极端降雨是北京过去140年以来最强的一次降雨。很多机构都能够预报会出现强降雨，但根据模式预报的降雨强度远低于实际观测到的强度。在预报模式中加入海浪飞沫过程，就能非常准确地预报出北京的降水强度。飞沫能够通过大气把水汽长途输送到内陆地区，甚至会影响全球降水格局。
推动研究成果共享
为了突破共享数据的困难，乔方利团队在联合国"海洋科学促进可持续发展十年（2021—2030）倡议"框架下，联合50余个国家发起并实施了"海洋到气候无缝预测"国际大科学计划，致力于不断提升海洋和气候的预测能力，也推动观测数据和高质量预报产品的国内外共享共用，使得整个人类社会从中受益。
提高公众认知
全球公众对天气有更多的直观感受，因此就更关注大气的变化。很多生活在内陆地区的人甚至没有见过海洋，对海洋的认识和关注就会不足。即使一些有很好学术背景的人，也不一定完全理解海洋和气候之间的关系。应对气候变化，需要让更多人了解气候变化的相关科学知识，科普在其中会起到非常重要的作用。
今年7月，海洋与气候协作中心与科研出版和信息分析机构爱思唯尔（Elsevier）正式签署了谅解备忘录，致力于共同推进海洋气候研究科技突破、全球科研培训与科普教育、海洋与气候科技期刊发展等工作。在备忘录签署后举办的第一次联合活动上，进行了海洋与气候变化的相关宣讲，线上听众超过1.3万人，包括领域专家、青年学者甚至对气候问题关注的公众，这不仅是学术的共享和思想的碰撞，也起到了很好的科普作用。未来将继续举办类似的科普活动。
本文原文来自澎湃新闻