2025-04-27 16:31来源:本站
研究人员首次量化了海洋生物产生的硫气体的全球排放量,揭示了它对气候的冷却作用比以前想象的要大,尤其是在南大洋。
这项发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的研究表明,海洋不仅捕获并重新分配太阳的热量,而且还产生气体,这些气体可以制造出对气候有直接影响的颗粒,例如,通过使云层变亮来反射这些热量。
它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。研究人员最近才探测到这种气体,因为它过去是出了名的难以测量,而且早期的工作主要集中在温暖的海洋上,而极地海洋是排放热点。
这项研究是由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)的一组科学家领导的。其中包括Charel Wohl博士,他之前在ICM-CSIC工作,现在在英国东安格利亚大学(UEA)。
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中的作用的最具开创性的理论之一的重大进展。
这表明,生活在海洋表面的微小浮游生物以气体二甲基硫化物的形式产生硫,这种气体一旦进入大气,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,从而减少了地球保留的热量。当它们参与云层形成时,它们的冷却作用被放大,其作用与众所周知的温室气体(如二氧化碳或甲烷)相反,但强度相同。
研究人员认为,这项新工作通过增加一个以前被忽视的成分,提高了我们对地球气候是如何调节的理解,并说明了硫气溶胶的至关重要性。它们还强调了人类活动对气候影响的严重性,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该研究的主要作者之一,他说:“这是具有最大冷却能力的气候因素,但也是最不为人所知的。”我们知道甲烷硫醇来自海洋,但我们不知道有多少和在哪里。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,很大程度上是因为它们无法正确模拟云。这里所做的工作部分缩小了模型和观测之间长期存在的知识差距。”
有了这一发现,科学家们现在可以在模型中更准确地代表气候,用于预测+1.5oC或+2oC的变暖,这对政策制定做出了巨大贡献。
ICM-CSIC的研究员、该研究的另一位主要作者Martí Galí博士说:“到目前为止,我们认为海洋只以二甲基硫化物的形式向大气中排放硫,这是一种浮游生物的残留物,主要负责引起贝类的气味。”
沃尔博士补充说:“今天,由于测量技术的发展,我们知道浮游生物也会排放甲烷硫醇,我们已经找到了一种方法,可以在全球范围内量化这种排放发生的地点、时间和数量。”
“了解这种化合物的排放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烷硫醇的所有可用测量数据,加上他们在南大洋和地中海沿岸所做的测量数据,并将这些数据与卫星获得的海水温度进行统计关联。
这使他们得出结论,每年和全球平均水平上,甲硫醇使已知的海洋硫排放量增加25%。
“这可能看起来不多,但甲烷硫醇在氧化和形成气溶胶方面比二甲硫化物更有效,因此,它对气候的影响被放大了,”联合领导、IQF-CSIC研究员Julián Villamayor博士说。
该团队还将海洋甲烷硫醇的排放纳入了一个最先进的气候模型,以评估它们对地球辐射平衡的影响。
研究表明,南半球的影响更为明显,那里的海洋面积更大,人类活动更少,因此化石燃料燃烧产生的硫的含量更低。
这项工作得到了欧洲研究理事会和西班牙科学与创新部等组织的资助。