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科研动态共计 1,565 条信息

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1 Science Advances:科学家们观测到冰川崩解造成的水下海啸 2022-12-01

近期,英国南极调查局(British Antarctic Survey,BAS)的研究人员在南极洲一艘科考船上观测到冰川前部的崩解。此外,他们还记录了与之相关的“内部”水下海啸,这一现象之前在海洋混合和计算机模型研究中一直被忽略。观测结果于近期发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上。 南极洲融化的冰川水沿着冰川两侧山谷流向海岸,当一些冰融化到海洋中时,断裂形成大小不一的冰山。BAS的考察船RRS James Clark Ross在南极半岛的威廉冰川附近进行海洋测量时,冰川前部急剧解体成数千个小碎片。研究小组估计这次冰川崩解的面积约为78,000平方米,大约相当于10个足球场的面积,冰川的前端高出海平面40米。在断裂之前,深度约50-100米处的水温较低,更深处的地方的水温较高。在冰川崩解之后,这种情况发生了巨大的变化,不同深度的温度更加均匀。 研究的主要作者、BAS极地海洋团队负责人Michael Meredith教授指出,大多数冰川末端在海里,进而分裂成多个冰山。这种冰川末端融化断裂发生崩解的过程不仅可能引发海面大浪,也会在海洋内部产生波浪,使海洋内部水层发生混合,影响海洋生态系统、海水纵向温度和前端可融化冰量。 海洋混合会改变水中营养物分布,对生态系统和生物多样性产生深远影响。此前,科学家们认为海洋混合的主要动力来自于夏季风和潮汐作用,但没想到冰山崩解引发的内部海啸也是海洋混合的一种方式。与夏季风和潮汐引起的波浪不同,海啸是由地球物理事件引起的,例如地震或滑坡。至今为止,科学家们已经在部分地区发现到由山体滑坡引起的内部海啸,但没有人注意到内部海啸正在南极洲周围发生。 因为随着全球变暖的持续,冰川将会消退和崩解地更加频繁,会增加内部海啸和它们所造成海洋混合的发生频率。该研究改变了人们对南极洲周围海洋混合过程的理解,对气候、生态系统和海平面上升认识具有重要意义。(刁何煜编辑) 查看详细>>

来源:英国南极调查局 点击量:6

2 PNAS:研究揭示近两次冰川旋回中亚南极太平洋绕极粉尘输入的系统变化 2022-12-01

在冰川时期,矿物粉尘沉积通过提供微量营养素铁(Fe),催生了南大洋的初级生产力,使得大气中的二氧化碳得以清除。通过对海洋沉积物的地球化学分析,来自德国奥尔登堡大学(University of Oldenburg)的研究人员发现南太平洋亚南极带(South Pacific Subantarctic Zone,SAZ)粉尘中铁的输入主要与来自南美洲的粉尘的绕极迁移有关。来自澳大利亚和新西兰的更多近端来源是两个冰川旋回后期的重要次级输入源。研究中量化的粉尘来源数据随着粉尘颗粒大小和粉尘—铁通量的变化而发生系统变化,强调了南半球粉尘输入来源的特异性变化对南大洋CO2去除效率的影响。相关研究成果已发表在《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)之上。 研究人员利用海洋沉积物中尘埃组分的地球化学特征和多同位素混合模型来确定南太平洋亚南极带粉尘的输送变化。数据显示,在过去26万年的大部分时间里,来自南美洲的粉尘主导了南太平洋SAZ的粉尘输入,这在冰川旋回早期的贡献最大,可达70%。冰川旋回后期粉尘-铁通量的增加表明来自澳大利亚和新西兰的输入源增加,但南美洲的粉尘仍然是主要来源。粉尘来源的系统性变化与颗粒尺寸的变化相一致,与西风驱动粉尘的绕极运输相一致。来自澳大利亚和新西兰的近源(高达63%)粉尘具有更细的沙尘颗粒尺寸,表明在冰消期和间冰期高峰期时,南太平洋SAZ上空的西风风速降低。这些量化的粉尘物源变化提供了南太平洋SAZ中特定来源的粉尘-铁通量,并显示了它们在量级和时间上的系统性变化对于南大洋粉尘-铁在冰期-间冰期到千年时间尺度上的反馈的影响。(刘雪雁编辑) 查看详细>>

来源:《美国科学院院刊》 点击量:3

3 Nature:对洋流的研究揭示了全球热带气旋的增强 2022-12-01

发表在《自然》(Nature)杂志上的研究揭示了海流显示全球热带气旋的增强。加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所(Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego)的气候科学家及其同事利用三十年海流数据研究并构建了一种推断气旋强度的新方法。通过这种方法,观察到热带气旋(北大西洋和北太平洋中东部被称为飓风)的强度从1991年到2020年有所增加。这一发现的关键是斯克里普斯海洋学研究所在美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的全球漂流者计划(Global Drifter Program)支持下开发的仪器,该仪器在最强烈的旋风中也可以记录近地表海洋状况,记录台风在混合层的移动方式。 科学家们预计,由于全球变暖,气旋会加强。这些风暴通常形成于远离陆地的海洋区域,在那里难以直接测量表面风速,现有的飓风猎人飞行数据大大降低了北大西洋风暴的不确定性,但这种观测结果在全球热带地区并不统一。 共同作者斯克里普斯气候科学家谢尚平表示,这项研究在全球范围内首次证实了气旋强度增加。飓风使得测量海表附近的风速困难重重,但从海流推断出风速却是行之有效的方法之一。事实证明,这对于估计气旋强度的长期变化至关重要。 气旋由持续风速定义,卫星观测只能以有限的精度测量。全球漂流者计划中使用的仪器最初由斯克里普斯科学家在1980年开发,用于观测海洋顶部15米的流速和温度。研究人员记录热带气旋的流速和流向,创建了相对于风暴眼的当前速度地图。 研究者利用一组独特的洋流观测数据,作为传统方式的补充,以全新方式量化了热带气旋的强度。热带气旋与洋流密切相关,研究分析显示,弱热带气旋,分为热带风暴和1级热带气旋,由于全球变暖在1991年到2020年期间有所增强,2-5级台风强度增加了10-15%。(傅圆圆编辑) 查看详细>>

来源:美国斯克里普斯海洋研究所 点击量:4

4 深海微塑料通量首次实现原位监测 2022-12-01

德国研究船POSEIDON在亚速尔群岛附近进行原位取样和分析,为微塑料从海洋表面到深海的向下流动提供了新线索,这些发现有助于更好地理解食物网的垂直运输动态和相关过程。此外,该研究还表明人造微塑料对天然海洋碳的显著叠加。该项目由基尔GEOMAR Helmholtz海洋研究中心领导的国际研究团队执行。研究结果近期发表于科学期刊《环境科学与技术》(Environmental Science and Technology)。 现如今,1.5亿吨塑料正在污染海洋,由于其分解缓慢,累积数量还在不断增加。目前的模型计算在海洋表面只能检测到大约1%的塑料。因为微塑料受到浮力,因此微塑料应该停留在海水表面,但是在海底发现了大约10000倍以上的微塑料。那么微塑料到底是如何到达那里的呢?更好地了解微塑料潜在的动力过程有助于保护海洋免受塑料污染以及海洋生物、食物网和物质循环的相关风险。 来自德国和美国的科学家根据现场测量,首次提供了北大西洋环流从海洋表面到深海的塑料运动数据,为微塑料的垂直通量提供了新的视角。在表层附近,研究者发现了高浓度的有机物质和海洋凝胶——这是一种天然胶,有助于形成更大的聚集物,也被称为海洋雪。研究者解释了尺寸在0.01至0.1毫米之间的微小塑料颗粒从海洋表面消失,因为它们成为海洋雪的一部分,成为浮游生物和大型动物的食物。较大的颗粒可以走相同的路线,但由于其质量较大,下沉速度也更快。 研究人员利用特殊的沉积物捕集器和各种光学和化学分析,在100米至150米的深度测量到了塑料聚合物的最高浓度。在阳光照射的浅水层,浮游生物和其他海洋生物也能找到食物。研究者表示海洋雪中包含的塑料颗粒越多,以其为食的海洋生物面临的风险就越大。 此外,海水中大量的微塑料使它们成为海洋碳循环的新组成部分。在北大西洋Gyre(塑料垃圾的热点)的样本中,多达3.8%的有机碳向下通量可以追溯到源自塑料的碳。研究结果表明,塑料不仅污染了环境,还渗透了自然碳循环。未来的研究必须考虑到,海洋中有机碳的比例可能会大幅增加,这不是因为通过光合作用吸收二氧化碳,而是来自人类废物中的塑料。(李亚清编译) 查看详细>>

来源:德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心 点击量:6

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