研究人员首次量化了海洋生物产生的含硫气体的全球排放量,发现它使气候变冷的程度比之前认为的要大,尤其是在南大洋。
这项研究发表在《科学进展》杂志上,表明海洋不仅能捕获和重新分配太阳的热量,还能产生气体,这些气体会产生对气候有直接影响的粒子;例如,通过反射这种热量使云层变亮。
这扩大了海洋硫对气候的影响,因为它增加了一种以前未被注意到的新化合物甲硫醇。研究人员最近才检测到这种气体,因为它以前是出了名的难以测量。早期的研究主要集中在变暖的海洋上,而极地海洋是排放热点。
这项研究由来自西班牙海洋科学研究所 (ICM-CSIC) 和布拉斯卡布雷拉物理化学研究所 (IQF-CSIC) 的科学家团队领导。其中包括 Charel Wohl 博士,他之前在 ICM-CSIC 工作,现在在英国东英吉利大学 (UEA) 工作。
他们的发现代表了 40 年前提出的关于海洋在调节地球气候方面的作用的最具开创性的理论之一的重大进展。
这表明生活在海面上的微小浮游生物会产生硫,这种硫以气体的形式存在,即二甲基硫醚,一旦进入大气,就会氧化并形成称为气溶胶的小颗粒。
气溶胶将部分太阳辐射反射回太空,从而减少地球保留的热量。当它们参与形成云时,它们的冷却效果会被放大,其效果与众所周知的温室气体(如二氧化碳或甲烷)的效果相反,但幅度相同。
研究人员认为,这项新研究通过添加一个以前被忽视的成分,提高了我们对地球气候如何调节的理解,并且这项研究说明了硫气溶胶的至关重要性。他们还强调了人类活动对气候的影响程度,如果不采取行动,地球将继续变暖。
东英吉利大学海洋与大气科学中心的沃尔博士是本文的主要作者之一,他说:“这是冷却能力最强的气候因素,但也是人们了解最少的气候因素。我们知道甲硫醇来自海洋,但我们不知道有多少,在哪里。我们也不知道它对气候有如此大的影响。
“气候模型大大高估了实际到达南大洋的太阳辐射,主要是因为它们无法正确模拟云层。这里所做的工作部分弥补了模型和观测之间长期存在的知识差距。”
有了这一发现,科学家现在可以在用于预测+1.5 ºC 或+2 ºC 变暖的模型中更准确地表示气候,这对政策制定做出了巨大贡献。
“到目前为止,我们认为海洋仅以二甲基硫醚的形式向大气中排放硫,二甲基硫醚是浮游生物的残留物,是造成贝类令人回味的气味的主要原因,”ICM-CSIC 研究员、另一位主要研究作者 Martí Galí 博士说。
Wohl 博士补充道:“如今,得益于测量技术的进步,我们知道浮游生物也会排放甲硫醇,而且我们已经找到了一种在全球范围内量化这种排放发生的地点、时间和数量的方法。了解这种化合物的排放量将有助于我们更准确地描述南大洋上空的云层,并更真实地计算它们的冷却效果。”
研究人员收集了海水中甲硫醇的所有可用测量值,加上他们在南大洋和地中海沿岸进行的测量,并将它们与从卫星获得的海水温度进行统计关联。
这使得他们得出结论,每年和全球平均而言,甲硫醇使已知的海洋硫排放量增加 25%。
“这看起来可能不多,但甲硫醇在氧化和形成气溶胶方面比二甲基硫醚更有效,因此其对气候的影响被放大了,”联合负责人、IQF-CSIC 研究员 Julián Villamayor 博士说。
研究团队还将甲硫醇的海洋排放纳入最先进的气候模型,以评估其对地球辐射平衡的影响。结果表明,这种影响在南半球更为明显,因为南半球海洋较多,人类活动较少,因此化石燃料燃烧产生的硫含量较低。