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2018年第10期  (2018-10-18 马丽丽)       全选  导出

1 法国十三项应对气候变化的海洋解决方案 2018-10-18

法国国家科研中心(The French National Center for Scientific Research,CNRS)、法国可持续发展与国际关系研究所(Institute for Sustainable Development and International Relations,IDDRI)和法国索邦大学(Sorbonne University)的十多位研究人员评估了十三项应对气候变化的海洋解决方案的潜力,这项研究成果已发表在《Frontiers in Marine Science》杂志上。研究人员希望该项成果能为12月初在波兰卡托维兹(Katowice)举办的COP24会议的决策者提供信息参考。 海洋一直在调节气候变暖,但是付出的代价是影响了其物理和化学过程、海洋生态系统以及给人类带来的好处。文章中,研究人员对十三个以海洋为基础的解决措施(包括局部的和全球性的)进行了全面的审查,以减轻和适应气候变化的影响,措施的选择标准是根据它们在科学文献中所提及的频率。这十三个措施可以分为四个主题: •减少气候变化的原因,例如,开发可再生的海洋能源,或恢复和保护海洋植物以捕获和储存碳; •通过建立海洋保护区、减少污染和禁止过度开采资源等方式保护生态系统; •通过改变云层或海洋反射率来保护海洋免受太阳辐射的影响; •直接改变物种的生物和生态适应性,例如通过物种迁移。 研究人员对比分析了这些解决方案的风险和收益。例如,可再生海洋能源具有多种优势,而且它们并不难实现。而控制太阳辐射的措施在科学界中引起了很大的争议,因为技术上的未知以及措施本身带来的额外风险。 总而言之,海洋解决方案倡议团队表明,目前所提及的各种解决方案并非肯定是现实、有效和适当的,但确实是值得政府和社会共同研究的具体行动。不过,研究人员也强调,许多全球性措施仍然缺乏足够的科学支持。因此,采取措施前应慎重考虑。 (张灿影编译) 查看详细>>

编译者:马丽丽 点击量:7481

2 英国建立首个海事自治监管实验室 2018-10-18

英国海事和海岸警备局(Maritime&Coastguard Agency,MCA)、交通部(Department of Transport,DfT)联合英国国家海洋学中心(National Oceanography Centre,NOC)下属的海洋机器人创新中心成功获得100万英镑的资助,以加速英国在自主智能航运业领域进入世界领先行列。该资金由英国政府商业能源和工业战略部监管机构先锋基金支持,用于开拓英国自主智能航运业监管新方法,以帮助传统海事部门实现创新新技术改革。 到2030年,预计全球自主航运业将增长到1360亿美元,到时英国企业将发挥重要作用。该资助也将用于海事自治监管实验室的建立。MCA和DfT的监管人员可以与学术界和支持行业开展合作,以促进水上测试和旗舰项目的顺利实施,并帮助英国扩大在全球市场的影响力。 英国国家海洋中心海洋机器人创新中心主任Aidan Thorn表示,NOC与创新中心一直处于创新的前沿,致力于使海洋自主权得以更广泛的运用。一旦这些技术在海洋领域普遍应用,行业监管的需求也将上升。新的监管实验室可以使重要的利益相关者一起参与到海上自治行动中来。MCA首席执行官Alan Massey表示,未来,自主航运在海事行业的未来发展中将发挥越来越大的作用。这项资助提供了支持未来海事行业发展的巨大机遇,目前MCA已发现对监管工作的重大需求。同时也相信,MCA能够推动未来的监管准备工作,以最好的状态应对这个快速发展的行业所带来的挑战和机遇。 (张灿影编译) 查看详细>>

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3 NASA成功发射世界上最先进的测冰卫星 2018-10-18

9月15日上午6点02分,美国宇航局(NASA)在加利福尼亚州范登堡空军基地用Delta II火箭成功发射了一颗测冰卫星,计划助力未来十年的南极研究。这颗冰、云和陆地高程卫星2号(简称ICESat-2)是同类中最先进的激光卫星,可测量极地高度的变化,并计算其对全球海平面和气候变化的潜在影响。 斯克里普斯海洋学研究所(Scripps)的科学家们为ICESat-2任务做出了重要贡献,尤其是冰川学家、Scripps地球物理和行星物理研究所教授Helen Fricker。Fricker教授的科研重点是南极洲和格陵兰岛的冰盖及其在气候系统中的作用。由于这些地区面积庞大且难以在地面监测,只能依靠卫星雷达和激光测高以及其他遥感数据来了解冰盖变化过程,而ICESat-2收集的数据将对她的学术研究起到重要作用。 ICESat-2拥有目前全球最先进的尖端技术:卫星内装有一个高级地形激光高度计系统(ATLAS),可以每秒发送10,000个激光脉冲到地球表面,并通过计算脉冲返回到卫星的时间来测量冰盖、冰川、海冰和植被的高度。Scripps的助理教授Borsa将参与ICESat-2激光系统的校准和验证。他是ICESat-2科学团队与NASA戈达德太空飞行中心之间的联络人。校准和验证仪器是成功完成任务的关键因素。 9月29日,ATLAS成功开启;9月30日,激光器被打开,并发射了第一束激光;10月3日,第一次返回卫星数据。整个团队现在都在等待即将接收的大批量数据。Fricker教授说提到,他们已获得第一批数据,并得知卫星正按原计划工作。大约两周后,他们将查看卫星返回的大量数据。她希望ICESat-2数据能带来冰盖和海冰的新发现。 (刘雪雁编译) 查看详细>>

编译者:马丽丽 点击量:2832

4 “智能巨石”揭秘大型海底崩塌的发生及演变 2018-10-18

最近,发表于《Nature Communications》杂志上的一项研究首次用伪装成“智能巨石”的机器人传感器测量大型海底崩塌的发生和演变过程,这将有助于确定海底电缆的最佳铺设地。 研究表明,海底沉积物发生崩移动时速可达近30公里(类似于人类短跑运动员),且足以挪动一吨的物体移动几公里。海底崩塌经常破坏全球的海底通信电缆网络,但难以直接测量,而该研究通过在加利福尼亚州蒙特利峡谷内的海床及其上方安装的50多种仪器——包括设计用于在崩塌中行进并测量其速度和运动的新型“智能巨石”机器人,共成功追踪了15个海崩事件。 调查显示,其中一个位于峡谷的崩塌事件底部存在密集的沉积物层,受此层影响的海底区域仅限于海底峡谷的薄的中心地带。当水流进一步向峡谷更深处的水域移动时,水速减缓。这些新发现为确定跨越峡谷的新海底电缆和管道的安全过境点提供了十分重要的信息。 英国国家海洋学中心(NOC)科学家Mike Clare博士提到,海底流动的密集性令人惊讶。这意味着它们可能对通信电缆造成的损害比我们想象的要大。此外,该研究还发现,这些大型海底崩塌并不一定需要大事件来触发。缺乏特定的触发因素会增加准确预测这些事件发生的困难度,但我们确实发现海崩更容易在暴风雨季节发生,这有助于预测它们可能发生的时期。 这项新研究由蒙特利湾水族馆研究所牵头,受戴维和露西尔帕卡德基金会以及自然环境研究委员会(NELC)资助,并有美国地质调查局、中国海洋大学、青岛海洋科学与技术国家实验室、杜伦大学、赫尔大学、南安普顿大学和NOC提供支持,旨在帮助保护人类和财产免受海洋灾害的影响。 (李亚清编译) 查看详细>>

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5 研究预测作用于珊瑚礁岛屿海岸线的波浪将随海平面上升超越阈值 2018-10-18

波浪驱动的洪水对珊瑚礁岛屿的海岸线造成严重影响,全球海平面上升将加剧这一现象。尽管目前已经意识到了环礁岛的脆弱性,但人们对控制海浪在珊瑚礁岛屿环境中所引发的洪水的物理过程却知之甚少。为了解决目前和未来海平面上的海浪驱动洪水的控制方案,研究人员提出了一种全球适用的方法用于计算在珊瑚礁海岸线上的浪顶阈值。研究分析了6万个全非线性波变换模拟的独特数据集,该模型模拟了广泛的波浪能、波浪形态和海平面变化的条件,并开发了一种用于探索环礁岛易受海平面上升影响的未来轨迹的工具。对拟分析的岛屿提供了一种广泛适用的一级评估方案—岛超限阈值(RIOT),即海岸线对海浪破坏的敏感程度。 研究结果为对珊瑚礁海岸线的波浪淹没的物理驱动提供了有价值的新见解。结果表明,被检测到的最低岛屿将受到慢性海浪的影响。另外,发现了一些可以提高珊瑚礁的抗压能力的特征,能让一些岛屿在2100年以后可能保持适宜居住的状态。因此,在不同的珊瑚礁系统中,海平面上升对环礁岛的影响将是高度变化的。研究解决了边界效应和耗散变量之间的非线性平衡,通过推导出一种理想的公式来量化波浪驱动的洪水的阈值,从而确定波浪在海岸上的覆盖范围,这一公式适用于广泛的礁岛环境。这种方法可以应用于沿海和气候变化管理实践,确定具有高度自然复原力的地点。上述研究发现可以有效的减轻洪水灾害对珊瑚礁海岸线的影响。 (刘思青编译) 查看详细>>

编译者:马丽丽 点击量:488

6 全球变化模式以及海洋表面温度和叶绿素a的变化 2018-10-18

了解海洋变化的时空格局对于海洋可持续发展、海洋保护与海洋管理而言非常重要。研究人员采用的预测模式受到天气和气候变化的影响,这些变化发生在几天到几千年的时间范围内。虽然在长时间尺度上改变气候非常重要,但大多数人类活动和规划仅限于较短的时间尺度,通常不到十年。而几年到几十年的变化及其模式将对所有海洋活动的可持续性和海洋生计产生直接影响。在这些较短的时间尺度上了解所观测到的海洋状态空间格局、趋势与变化,对于补充管理政策、开展海洋监测和制定海洋规划工作非常重要。 海洋表面温度的变化与其他变量的变化有关,包括如叶绿素a浓度(Chl-a)、初级生产力、物种生理反应和物种分布等生物变量。Chl-a的时空变化模式及其与温度之间的关系,直接将气候变化与海洋生态系统的动态联系起来。虽然全球平均气温正在上升,但在不同时间尺度上的变化趋势和方差方面,不同区域的不同地点都存在着差异。这同样适用于初级生产力和其他海洋变量的变化。了解重要海洋变量在十年时间尺度上的变化模式与变化情况,是我们适应海洋状态变化能力的关键组分。虽然长期平均条件的变化受到了最多的关注,但还没有对这些平均值周围的年代际变化进行评估,那我们就不太可能成功应对观测到的气候影响及预测到的未来气候影响。短期变化可能压倒了许多地区的平均变化,导致短期事件的发生,如海洋热浪、当地生产力与生态系统结果变化以及长期趋势方向的改变。 海表温度(SST)和叶绿素a浓度(Chl-a)通常是相关的。海洋表面的变暖增加了上层海洋的温度分层,并且可能与表面混合深度的减少有关。较温暖的温度倾向于增加Chl-a,而增加的辐照度或降低的营养物可用性倾向于减少Chl-a。根据每个因子的大小,浮游植物细胞的Chl-a将发生变化(称为“光驯化机制”)。细胞Chl-a的这些变化可能与初级生产的变化无关。在一些情况下,混合层深度的加深可能增加营养物到混合层的垂直传输,可能导致与浮游植物分裂速率增加相关的Chl-a增加。越来越多的证据表明,在某些地方,风速增加可以克服由于变暖引起的任何潜在分层增加,并产生增加的Chl-a。然而,海洋中的这些过程在多个空间和时间尺度上是可变的,这对生态系统动态具有重大影响。了解SST和Chl-a的年度变化的模式,是对SST和Chl-a多年变化的补充理解。 海洋环境中数十年规模的变化对海洋资源的管理和利用提出了一系列挑战。近期发表在《Scientific Reports》上的一篇文章中,研究人员专门分析了2002年12月至2015年1月期间SST和Chl-a的每日全球卫星观测数据,并特意地试图理解它们的季节变化模式、长期变化趋势以及两者之间的共变关系。研究确定了年度变化发生的位置以及SST和Chl-a的年度变化范围。该研究估计的年度变化是对每个细胞的变异进行了去趋势估计,这与先前的分析形成对比。这些分析量化了海洋分箱区域内的变化,并假设每个区域内没有时间变化。在这项工作中,研究人员通过明确划分这些变异来源以避免混淆。然后,研究团队对比了SST和Chl-a之间的变异模式,并表明观察到的SST和Chl-a之间的共变模式。研究指出,SST和Chl-a之间的正负关系均表明,SST可能不能单独作为全球范围内Chl-a变化的良好预测因子。 该研究使用统计方法分析了14年来海表温度(SST)和海洋颜色(Chl-a)的全球时间变化及共同变化来源,这些统计方法将变化来源划分为年际和年度组分,并明确说明了每日自相关关系。海表温度的变化随着纬度的增加而呈现出明显的递增变异带,而叶绿素a浓度的年度变化则在大多数中纬度地区显示出高变异带。SST和Chl-a的共变模式表明了影响Chl-a变化和变异的几种不同机制。该研究的高空间分辨率分析表明,这些可能在相对较小的空间尺度上运行。有大片区域显示出海表温度变暖和叶绿色a浓度上升,这与显示海表温度变暖和叶绿色a浓度下降的区域形成鲜明对比。SST和Chl-a年度变化的共变模式揭示了较宽的纬度带变化。在较小的时间尺度上,上升流发生的地方往往存在显着的区域异常。在年代际时间尺度上,海表温度、叶绿色a浓度及二者协方差的趋势和变化存在高度的空间异质性,这表明我们必须在适当的区域上进行监测和资源管理。 (於维樱编译) 查看详细>>

编译者:马丽丽 点击量:691

7 深海混合对南大洋气候平均状态的影响 2018-10-18

南大洋对于全球层化和生物储碳具有重要意义,因为它与全球大洋传输带相连,该传输带(即全球经向翻转环流)将进入南大洋的大气热量和碳重新分配到世界海洋中,从而使南大洋吸收的大气信息在全球范围内被重新分配并缓冲数百年。因此,了解控制南大洋气候的因素、全球大洋传输带以及它们之间的联系是量化未来气候预测中不确定性的关键。 前不久发表在《Scientific Reports》上的一篇文章重点关注全球海洋输送带的太平洋部分。基于一系列气候模型试验,探讨了深海混合对南大洋冬季海冰区域的可能影响,以及由此产生的大气响应。研究强调了气候模式中深海混合的模拟表达,这对于量化南大洋气候驱动过程中的不确定因素非常重要。研究表明,通过大洋传输带盆地规模的海洋分层重组和全球海洋响应,太平洋深海潮汐引起的微尺度混合对冬季南大洋气候产生了重大影响。 本研究对潮汐引起的深海混合进行了两种不同的气候模式试验。第一个被称为TED实验,在估计涡动垂直扩散系数Kv时采用从全局三维潮汐模型中获得的潮汐能量耗散率全局图。另一个称为CTRL实验,为Kv规定垂直的一维经验轮廓。引入该经验轮廓可以获得太平洋经向翻转环流的强度,同时考虑观察到的底部强化混合特征。实验表明,南大洋气候中TED和CTRL之间存在显着差异。罗斯海的TED冬季(7-9月)海冰区域比CTRL更向北延伸。海冰面积的增加也导致地表反照率的增加,从而导致太阳辐射降低。TED试验相对于地球辐射预算实验的年平均太阳辐射偏差下降了10.6 Wm-2,CTRL试验则在南纬50度以南下降了14.3 Wm-2,这表明TED的偏差减少了30%。 科研人员表示,深海混合对南大洋的气候平均状态以及大气中的云过程也有重要影响。该研究探讨了深海混合如何通过修改全球海洋输送带来影响南大洋的气候。具体而言,太平洋深水在向南输送时经深海混合的改造,加强了地下分层,抑制了南大洋的深对流。这造成了罗斯海海冰的增加,进而导致短波辐射的减少,以及西风和风暴的加强。本研究表明,由于南大洋可以通过其热量吸收和碳汇作用来调节全球变暖进程,在气候模型中更好地表示深海混合有助于提高由区域到全球的气候预测可靠性。 作者表示,南大洋主导着全球海洋热量吸收与碳汇,因此更好地了解南大洋气候的形成过程,有助于减少瞬态气候响应(TCR)对增加温室气体排放的不确定性,从而对全球变暖预测至关重要。如前所述,目前许多气候模型都持续高估了太阳辐射,并且相应地低估了南大洋的海冰面积。此外,海洋中尺度涡旋与地表通量误差导致了南大洋中不均衡的深海混合层分布和开放海洋深对流,而大多数气候模型中缺乏了对这些数据的估计。这些系统性气候模型误差是降低TCR不确定性的障碍,因为它们与海洋热吸收和碳汇直接相关。 (於维樱编译) 查看详细>>

编译者:马丽丽 点击量:976

8 研究发现到2300年全球海平面可能上升50英尺 2018-10-18

最近一项研究表明,如果温室气体仍然大量持续地排放,人类未来的生存环境会很不乐观:到2100年,全球平均海平面将上升近8英尺,到2300年将会上升50英尺。该研究结果已发表于《Annual Review of Environment and Resources》期刊。 自本世纪初以来,全球平均海平面上升了约0.2英尺。在中等程度的排放情况下,到2100年全球平均海平面将上升1.4-2英尺;到2150年,上升2.8-5.4英尺;到2300年,上升6-14英尺。研究称世界上76亿人口中有11%生活在海拔不到33英尺的地区,海平面上升对世界各地的沿海人口、经济、基础设施和生态系统造成了重大威胁。 海平面的上升因地点和时间而异,科学家们已经采取了一系列的方案来重建过去的变化并预测未来的趋势。但是未来几十年里,即便采取不同的措施,全球平均海平面将上升6-10英寸,不太可能上升超过18英寸。罗格斯大学地球与行星科学系的教授Robert提到,关于过去和未来海平面的变化,我们已经了解很多,虽然有很多不确定性,但这些不确定性并不是我们忽视挑战的理由。精准描述已知的和不确定的事件,对于管理海平面上升对世界各地海岸的风险至关重要。 科学家们利用来自新泽西州大西洋城和新加坡的案例,通过对过去海平面变化的重建,更好的预测未来全球海平面变化;讨论了使用科学海平面预测的方法,更精确地预测导致海平面变化的新问题。该研究显示,20世纪海平面上升的很大一部分,包括自1975年以来全球的大部分海平面上升,都与人为因素引起的全球变暖有关。 (刘思青编译) 查看详细>>

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9 欧洲海域高分辨率测深数字地形模型EMODnet版本更新 2018-10-18

欧洲海域测深数字地形模型(Digital Terrain Model,简称DTM)EMODnet的升级版本刚刚发布。该产品现在提供更高分辨率、更强大的3D可视化功能以及欧洲海洋的扩展覆盖范围。用户可以免费查看和下载,并通过门户网站的OGC Web服务进行共享。 EMODnet DTM可应用于海洋科学,可持续海洋治理和蓝色经济活动,例如管道轨迹规划、海上风电场位置或港口扩建规划。在科学方面,可应用于海洋水动力模型、海洋地质过程以及为生成海洋生物海底栖息地图。另外,新版本提高了人们预测风暴潮的能力,有助于降低风暴潮对沿海和海上设施的破坏以及公共安全的风险。 法国海军水文海洋局、EMODnet的协调员Thierry Schmitt提到,它将帮助用户更详细地可视化测深功能,极大地改善用户工作,这依赖于无障碍、高质量的测深数据。新版本主要特点包括: (1)分辨率从1/8*1/8弧分增加到1/16*1/16弧分(大约115*115米),总共包含113892 x108132=大约123亿个数据点; (2)具有水深三维可视化功能,无需插件即可在浏览器中使用; (3)更快地显示复杂地图; (4)覆盖范围扩大,包括所有欧洲海域以及北冰洋和巴伦支海的欧洲部分; (5)来自48个数据提供者的测深测量数据集和复合DTM的数量增加,用作从大约7.200到大约9.400的数据源,可以通过源参考层检索元数据; (6)包含卫星测深数据产品,特别针对西班牙和希腊的沿海地区。 EMODnet DTM于2010年首次推出,现已成为迄今为止最受欢迎的EMODnet产品。每月定期访问超过10000人,每月下载量超过3000次,为所有欧洲海域提供最详细的公开水深测量模型。 EMODnet DTM允许用户激活和查看水深测量图层,以及所选区域的轮廓和水下特征。在其他功能中,可以放大/缩小、打开/关闭多个层,以及浏览数据和查找有关底层数据源的元数据。用户可以绘制横断面并检索相关的测深剖面图。 (傅圆圆编译) 查看详细>>

编译者:马丽丽 点击量:1941

10 海洋酸化可能导致海洋扇贝业产值下降 2018-10-18

据统计,渔民每年在美国东岸海域获得捕捞扇贝的产值超过5亿美元。近期,伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)创建的新模型显示这种渔业未来可能存在风险。随着大气中二氧化碳含量的增加,上层海洋变得越来越酸,在最坏的情况下,未来30到80年内海扇贝数量将减少50%以上。强有力的渔业管理和减少二氧化碳排放的措施可能会减缓甚至阻止这种趋势。 目前没有任何海洋酸化对大西洋海扇贝的特定影响的研究,而该模型能够让科学家们探索海洋酸化的影响及如何改变扇贝种群的未来。研究的创新之处在于它汇集了不断变化的海洋环境以及人类反应的模型,并结合社会经济决策、海洋化学、大气二氧化碳变化、经济发展和渔业管理,全面分析了环境变化在海洋扇贝业的不同方面的影响。海洋吸收大气中超过四分之一的二氧化碳,这会导致海洋pH值下降。这种酸度会腐蚀由蛤蜊、牡蛎和扇贝等贝类制成的碳酸钙壳,甚至阻止幼虫形成壳。研究结果已发表在《PLoS One》期刊上,将现有数据与模型中的主要因素(未来气候变化情景、海洋酸化影响、渔业管理政策和渔民燃料成本)进行结合。 研究指出,目前的海扇贝业非常健康,部分原因在于良好的管理。同时,研究利用该模型来探索良好的管理方法是否可以抵消海洋酸化的负面影响。 模型显示,由于气候政策导致的化石燃料排放减少可能对海洋扇贝业造成重大影响。在所有的预测情景中,尽管采用了更严格的管理措施,甚至完全关闭了部分渔业,大气中高浓度的二氧化碳仍然导致海洋酸化增加和海扇贝数量减少。研究强调了大气中碳排放量对海扇贝的潜在风险以及其他商业贝类捕捞的影响:未来100年,在最恶劣的海洋酸化影响下,海扇贝数量会下降50%,而若实施积极的气候政策,此数量将仅减少13%。 (冯若燕编译) 查看详细>>

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