一支在海洋中巡邏並測量其熱含量的機器人艦隊徹底改變了科學家研究氣候變化如何影響海洋的能力。
現在，被稱為 Argo 浮標的水下機器正在進入最深的海洋深淵。
美國國家海洋和大氣管理局太平洋海洋環境實驗室的研究員格雷戈裡·約翰遜說：“現在我們從 Argo 獲得了十多年的溫度資料，我們對此瞭解很多。” “我們現在對上層海洋及其吸收的熱量了解很多，但我們對深海熱量的吸收了解較少。”
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上個月在國際自然保護聯盟 (IUCN) 世界自然保護大會上釋出的一份報告得出結論，自 1970 年代以來，海洋吸收了人類產生的 93% 的變暖。為了進行比較，如果 1955 年至 2010 年間產生的熱量進入地球大氣層而不是海洋，溫度將躍升近 97 華氏度（E&ENews PM，9 月 7 日）。
Argo 並非唯一收集海洋變暖資料的科學工具艦隊。但是，科學家對海洋捕獲熱量的程度的瞭解很大程度上歸功於這個國際專案，該專案收集了超過 150 萬次測量資料。
這些水下機器人在 2000 年首次部署到水域深處。今天，該專案由大約 3500 個鋼製圓柱形浮標組成，這些浮標會下降到 2000 米或 1.25 英里的水下。
每個重約 55 磅、高 6 ½ 英尺的電池供電觀測工具在海洋中上下穿梭時，大約會進行 200 次壓力、溫度和鹽度測量，就像一個收集資料的魚餌，每 10 天進行一次。當浮標到達海面時，資料會傳輸到衛星。這些浮標會進行四到五年的測量，然後沉到海底。
聖地亞哥斯克裡普斯海洋學研究所的海洋學教授迪安·羅密克說：“Argo 使這項研究比以往任何歷史資料集都要全面。”
領導原始設計團隊的羅密克說，Argo 幾乎在全球範圍內均勻地擴充套件了全球對海洋的瞭解。在該專案之前，大多數收集到的海洋資料都集中在北半球。在向外擴充套件的過程中，科學家們已經發現，例如，海洋並非均勻變暖，而是大部分變暖都集中在南半球。
但是，科學家們仍在努力研究海洋在海面下數英里處吸收的熱量如何影響洋流和迴圈系統、海洋生態系統，甚至海平面上升。
最新版本的 Argo，即深海 Argo，可以提供幫助。
2014 年 6 月，兩個深海 Argo 浮標部署在紐西蘭北部。約翰遜說，今年將有十幾個浮標被釋放到海中。目標是將該專案擴充套件到全球覆蓋，儘管目前由 NOAA 資助但由五個美國機構實施的美國 Argo 專案對深潛器的資金有限。
與原始版本不同，深海 Argo 浮標由玻璃製成，呈球狀，而不是圓柱形。由斯克裡普斯海洋學研究所和泰利達因·韋伯研究公司牽頭的設計，更好地分散了海洋表面下近 4 英里的巨大壓力。但是，與原始的 Argo 一樣，深海 Argo 可以在 10 天的週期內從海面下降到 6000 米，並傳輸三年的資訊。
約翰遜說：“他們可以調查整個海洋，除了最深的海洋海溝。那是革命性的。”
吹風機與茶壺
海洋目前儲存人類活動產生的 90% 以上的多餘熱量有幾個原因。
首先，它們比大氣層大 280 倍。此外，海洋的反射性不高。當陽光照射到表面時，大部分熱量會被吸收。
海水具有高密度，並且比空氣保持的熱量多四倍。例如，海洋溫度變化 1 攝氏度相當於大氣層變化 1000 攝氏度，約翰遜說。
為了讓人們瞭解收集的熱量，Argo 和其他海洋測量結果確定，過去十年發生的變暖量（其中大部分我們知道都儲存在海洋中）相當於 1400 億個 15 瓦的吹風機或茶壺持續執行。
約翰遜說，考慮吹風機的工作方式與茶壺的工作方式實際上是海洋的一個很好的類比。
他說：“當你第一次開啟茶壺時，你可以觸控它一分鐘。” “用茶壺加熱水與用吹風機加熱空氣相比，需要更長的時間。茶壺就像海洋。”
科學家如此有興趣瞭解更多關於海洋吸收的熱量儲存在哪裡，部分原因是它直接關係到人類是否有能力避免氣候變化的某些最壞影響。
約翰遜說，由於海洋的巨大規模，海洋不可能停止吸收熱量，因為近海面海洋需要數十年才能與大氣中的溫室氣體濃度達到平衡。
海洋提供的一項關鍵服務是透過少數幾個控制我們天氣的全球迴圈模式來轉移熱量，並且在這些模式的某些階段，海洋會自然地吸收和釋放熱量。
但對於研究人員來說，仍然不清楚的是，海洋捕獲的熱量如何影響它們透過迴圈模式自然調節熱量的能力。
約翰遜說：“如果我們能夠以某種方式將全球溫室氣體排放量凍結在百萬分之 400，地表海洋將在幾十年到一個世紀內繼續變暖。” “我們履行氣候承諾的能力很大程度上取決於海洋迴圈將熱量帶回來的時間尺度。”
儘管海洋非常擅長捕獲人類創造的熱量並防止其使大氣變暖，但這並非沒有後果。
國際自然保護聯盟的報告總結了詳細介紹海洋變暖如何加速冰架融化；影響海洋哺乳動物的遷徙模式、漁業資源和珊瑚礁；並導致更強烈的風暴系統的科學文獻。
聯合國政府間氣候變化專門委員會正在準備一份關於氣候變化、海洋和冰凍圈的特別報告，但撰寫國際自然保護聯盟報告的來自世界各地的 80 位科學家指出，在國際氣候變化討論中，海洋變暖在很大程度上被忽視了。
他們寫道，海洋變暖“很可能成為我們這一代人最大的隱藏挑戰”。
他們補充說，透過 Argo 等專案提高科學知識將是關鍵。
該報告指出：“透過綜合和持續的觀測方法對這些開放海洋生態系統進行未來的生物監測，對於理解海洋變暖和其他壓力因素對海洋系統的持續影響至關重要。”
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