Trong nhiều thập kỷ, đại dương đã trở thành Đây là lớp đệm tuyệt vời của hành tinh chống lại nhiệt độ dư thừa, hấp thụ phần lớn năng lượng tích tụ do mất cân bằng bức xạ gây ra bởi hoạt động của con người. Hiểu lý do tại sao các đại dương đang ấm lên, những tác động mà nó gây ra và những giải pháp nào đang được xem xét Đây là chìa khóa để bảo vệ sinh vật biển, bờ biển và cuối cùng là xã hội của chúng ta.
Khoa học đã chứng minh rõ ràng: dấu chân của con người đã tăng lên nhiệt độ toàn cầu so với thời kỳ tiền công nghiệp và đã làm thay đổi sự cân bằng năng lượng của Trái Đất. Ít năng lượng thoát ra ngoài không gian hơn là năng lượng đi vào từ Mặt Trờivà lượng nhiệt dư thừa này được lưu trữ dưới dạng nhiệt, chủ yếu trong đại dương. Kết quả là các hiện tượng như sóng nhiệt biển, san hô bị tẩy trắng, mực nước biển dâng cao và thay đổi dòng hải lưu ngày càng xảy ra thường xuyên và dữ dội, gây ra những tác động dây chuyền đến đa dạng sinh học, nền kinh tế và sức khỏe.
Sự ấm lên của các đại dương là gì?
Sự nóng lên của đại dương mô tả sự gia tăng liên tục về nhiệt độ của nước biển, trên quy mô toàn cầu và ở các độ sâu khác nhau, như một phản ứng với sự gia tăng khí nhà kính và các tác động nhân tạo khác. IPCC ước tính rằng các hoạt động của con người đã gây ra tình trạng nóng lên toàn cầu khoảng 1,1°C. trên mức trước thời kỳ công nghiệp, tạo ra sự mất cân bằng năng lượng mà đại dương bù đắp bằng cách tích tụ nhiệt.
Năng lượng dư thừa này không được phân bổ đều giữa các thành phần của hệ thống khí hậu: khoảng 89% ở lại đại dương, so với 6% trên các lục địa, khoảng 4% ở tầng băng quyển và khoảng 1% trong khí quyển. Sự phân bố này giải thích tại sao nhiệt độ nước biển ngày nay là một chỉ báo quan trọng về tình trạng khí hậu.
Hậu quả vật lý trực tiếp lên đại dương là rất lớn: tăng sự phân tầng (ít lớp nước hỗn hợp hơn), các mô hình dòng chảy thay đổi, độ hòa tan CO2 giảm, sự giãn nở nhiệt làm mực nước biển dâng cao được tăng tốc và các tác động được kích hoạt trong hệ sinh thái biển và trong tầng băng giá (băng và sông băng).
Các ghi chép hiện đại cho thấy hàm lượng nhiệt của đại dương đã tăng rõ rệt kể từ giữa thế kỷ 20. Từ năm 1955, người ta đã quan sát thấy nhiệt lượng được lưu trữ trong 2.000 mét đầu tiên của cột nước liên tục tăng., với sự tích tụ đặc biệt giữa bề mặt và độ sâu 700 mét dưới mực nước biển. Thập kỷ qua là thập kỷ ấm nhất của đại dương kể từ ít nhất là thế kỷ 19; năm 2023 đánh dấu mức cao kỷ lục.
Sự nóng lên này được theo dõi bằng nhiều nguồn: vệ tinh, phao, mạng lưới máy đo và mô hình phân tích lại. Các sản phẩm kết hợp cho phép ước tính sự thay đổi hàng tháng về hàm lượng nhiệt trên toàn bộ cột kể từ đầu những năm 1990 và các phân tích hàng năm được tính trung bình trong khoảng thời gian năm năm giúp làm phẳng sự thay đổi giữa các năm.
Tại sao chúng ta nên quan tâm đến sự nóng lên của đại dương?
Bởi vì biển ấm không phải là vấn đề trừu tượng: Nó làm mực nước biển dâng cao, gia tăng các hiện tượng cực đoan và làm xói mòn nền tảng đa dạng sinh học. mà các cộng đồng ven biển và toàn bộ nền kinh tế phụ thuộc vào. Sự giãn nở vì nhiệt của nước và lượng nước ngọt từ băng tan góp phần làm tăng thêm cm hôm nay và decimet ngày mai.
IPCC cảnh báo rằng nếu không cắt giảm khí thải mạnh mẽ, Mực nước biển có thể dâng cao tới 1,1 m vào năm 2100Trong khi đó, tình trạng axit hóa và nhiệt độ cao gây căng thẳng cho các rạn san hô, gây ra hiện tượng tẩy trắng hàng loạt và mất đi môi trường sống có giá trị sinh thái và thủy sản cao.
Có một cách tác động khác: Lốc xoáy và bão lấy năng lượng từ nước mặtVới nguồn nhiệt dồi dào hơn, chúng có thể mạnh lên và duy trì lâu hơn, làm thay đổi quỹ đạo và gia tăng thiệt hại. Điều này phù hợp với việc quan sát thấy các đợt nắng nóng trên biển thường xuyên hơn và kéo dài hơn.
Về mặt giám sát khí hậu, EU, thông qua Copernicus và các cam kết trong Thỏa thuận Paris, Họ tập trung vào việc theo dõi các chỉ số đại dương này để kiểm tra xem chúng ta có đang đạt được tiến triển hướng tới mục tiêu 1,5°C và các Mục tiêu Phát triển Bền vững hay không, và để hỗ trợ các chính sách công mới.
Tổ chức Khí tượng Thế giới cũng lưu ý rằng có một khả năng đáng kể rằng Trong một trong năm năm tới, nhiệt độ trung bình hàng năm tạm thời vượt quá 1,5 °CNgay cả khi chỉ là tạm thời, nguy cơ tác động đến đại dương cũng tăng lên gấp bội.
Sóng nhiệt biển: cường độ, phạm vi và tần suất đang gia tăng
Phần lớn các đợt này xảy ra trong khoảng thời gian từ năm 2006 đến năm 2015, trùng với thời điểm san hô bị tẩy trắng ở quy mô lưu vực. Vào năm 2021, khoảng 60% bề mặt đại dương đã trải qua ít nhất một đợt nắng nóng trên biển, một thực tế chứng minh mức độ nghiêm trọng của vấn đề trên đại dương toàn cầu.
Hậu quả thì nhiều vô kể: Sự suy thoái rạn san hô, mất thảm cỏ biển, sự chết của các sinh vật nhạy cảm, những thay đổi về phân bố loài và vật lý học, cùng với sự gián đoạn nghề cá. Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc cảnh báo rằng nếu tình trạng ấm lên toàn cầu tiếp diễn, tất cả các rạn san hô có thể bị tẩy trắng nghiêm trọng vào cuối thế kỷ này.
Sóng nhiệt biển không hoạt động riêng lẻ: Chúng được kết hợp với quá trình axit hóa và khử oxy, làm gia tăng căng thẳng cho hệ sinh thái và làm giảm khả năng phục hồi của chúng sau mỗi đợt ấm áp.
Mất đa dạng sinh học và sự di dời các loài
Sự nóng lên đang đẩy nhiều loài đến di chuyển đến vĩ độ và độ sâu lạnh hơn. Sự tái cấu hình của môi trường sống và hành lang di cư điều chỉnh các tương tác dinh dưỡng và năng suất cục bộ, với những kẻ thắng và kẻ thua ở quy mô khu vực.
Các nghiên cứu gần đây cảnh báo rằng, nếu duy trì quỹ đạo ấm lên hiện tại (≈1,1 °C), khoảng 60% hệ sinh thái biển Chúng đã cho thấy dấu hiệu suy thoái hoặc sử dụng không bền vững. Nhiệt độ tăng 1,5°C sẽ khiến 70% đến 90% rạn san hô gặp nguy hiểm; ở mức 2°C, thiệt hại sẽ gần bằng tổng số rạn san hô.
Sự mất mát của các cấu trúc đá vôi (san hô, động vật thân mềm, một số sinh vật phù du) gây ra hiệu ứng dây chuyền trong chuỗi thức ăn và làm giảm khả năng bảo vệ tự nhiên của bờ biển trước sóng và bão, vì các rào cản sinh học như rạn san hô và rừng ngập mặn bị suy thoái.
Axit hóa đại dương: mặt trái của lượng CO2 dư thừa
Sự sụt giảm liên tục của độ pH không làm cho đại dương có tính axit, nhưng nó có tính axit hơn, với xu hướng đáng lo ngạiKết quả: tình trạng vôi hóa trở nên khó khăn hơn, tỷ lệ sống sót của ấu trùng thấp hơn và rạn san hô bị suy yếu, như đã thấy ở Rạn san hô Great Barrier của Úc sau những đợt nắng nóng khắc nghiệt.
Nếu biển giảm khả năng hấp thụ CO2 do sự nóng lên và thay đổi lưu thông, vẫn còn nhiều carbon dioxide trong khí quyển, củng cố chính quá trình nóng lên: một chu kỳ khí hậu-đại dương tàn khốc cần phải được phá vỡ ngay lập tức.
Mực nước biển dâng cao: nguyên nhân và bằng chứng
Mực nước biển trung bình đang dâng cao vì hai lý do chính: sự giãn nở vì nhiệt của nước và sự đóng góp của nước ngọt từ sự tan chảy của các sông băng và các tảng băng. Trong suốt thế kỷ 20, mực nước biển đã tăng khoảng 15 cm, và trong những thập kỷ gần đây, tốc độ tăng tốc này đã được chứng minh rõ ràng.
NASA đã định lượng được sự gia tăng theo thứ tự 8 cm trong 23 năm quavà lưu ý rằng xu hướng này đang tăng tốc. Liên Hợp Quốc ước tính rằng, nếu không có thay đổi, mức tăng vào cuối thế kỷ này có thể đạt 0,9 mét, gây ra những tác động to lớn đối với các vùng bờ biển và đảo thấp.
Chỉ có 2% bề mặt Trái Đất cao hơn mực nước biển 10 mét hoặc thấp hơn, nhưng 10% dân số thế giới sống ở những khu vực này.Các quốc đảo nhỏ ở Thái Bình Dương, chẳng hạn như Kiribati, đang phải đối mặt với tình trạng di dời cưỡng bức liên quan đến sự xâm nhập của biển.
Các tác động bao gồm ngập lụt vùng đất ngập nước, xói mòn bãi biển, nhiễm mặn tầng chứa nước, mất môi trường sống, và nguy cơ gia tăng bão và sóng thần. Dân số ven biển phải đối mặt với nguy cơ ngày càng tăng về thiệt hại do biến đổi khí hậu và di cư.
Băng tan dần: Bắc Cực, Greenland và Nam Cực
Băng biển Bắc Cực đã giảm mạnh kể từ năm 1979. Tổn thất mỗi thập kỷ là khoảng 12,9%., với tổng diện tích đang thu hẹp tương đương với một số nước châu Âu. Thậm chí còn có những lời bàn tán về "Atlantification" ở khu vực Barents do sự xâm nhập ngày càng tăng của các vùng nước ấm hơn.
Ở Greenland, năm 2019 chứng kiến sự tan chảy kỷ lục, với khoảng 532.000 tỷ tấn đổ xuống đại dương, làm mực nước biển toàn cầu dâng cao khoảng 1,5 mm. Vào tháng 7 năm 2022, một số ngày đã được ghi nhận với lượng băng tan hàng ngày lên đến hàng triệu tấn, những con số cho thấy độ nhạy cảm của lớp băng này với nhiệt độ khí quyển và đại dương.
Nếu Greenland tan chảy hoàn toàn—một kịch bản kéo dài hàng thiên niên kỷ, chứ không phải một thế kỷ— mực nước biển sẽ dâng cao khoảng 7,5 métỞ Nam Cực, các thềm băng rộng lớn đã bị tan rã một phần và các tảng băng trôi khổng lồ tách ra, một triệu chứng của hệ thống bất ổn hơn trong một thế giới ấm hơn.
Đại dương ấm lên như thế nào và nó kết nối với bầu khí quyển ra sao
Nguồn năng lượng chính của biển là bức xạ mặt trời, nhưng các nguồn năng lượng khác cũng đóng góp thông lượng nhiệt tiềm ẩn và nhiệt hiện diện với khí quyển, ngoài việc trao đổi khí, còn kiểm soát CO2 hòa tan, cùng nhiều thứ khác. Gió truyền động lượng và thúc đẩy các dòng hải lưu bề mặt phân phối lại nhiệt về phía các cực và ngược lại.
Đại dương lưu trữ nhiều năng lượng hơn không khí do nhiệt dung riêng và mật độ rất lớn: Nhiệt dung của nó gấp khoảng 4,2 lần nhiệt dung của khí quyểnvà mật độ của nó lớn hơn khoảng 1.000 lần. Ngay cả lớp bề mặt theo mùa (hàng chục đến hàng trăm mét) cũng chứa năng lượng nhiệt gấp hàng chục lần toàn bộ khí quyển.
Những thay đổi nhỏ trong hàm lượng nhiệt của đại dương có thể gây ra những biến đổi đáng kể về khí hậu, điều chỉnh nhiệt độ không khí, mô hình lượng mưa và các hiện tượng cực đoan. Sự phân tầng ngày càng tăng cản trở sự trộn lẫn theo chiều dọc và có thể thúc đẩy sự tồn tại của các dị thường nhiệt.
Ngoài sự kết hợp bề mặt, tuần hoàn nhiệt độ muối —do sự khác biệt về nhiệt độ và độ mặn—vận chuyển nước lạnh, nước mặn xuống đáy và đưa nước ấm trở lại độ sâu, hoàn thành một chu trình toàn cầu quan trọng để phân phối nhiệt và carbon.
Đo nhiệt độ đại dương: mạng lưới và thiết bị
Việc đo nhiệt độ đại dương đòi hỏi phải có những quan sát liên tục và chất lượng cao. Mạng lưới phao Argo Cung cấp thông tin về nhiệt độ và độ mặn từ bề mặt xuống tới độ sâu 2.000 mét, thúc đẩy phân tích toàn cầu với phạm vi chưa từng có.
Các chiến dịch hải dương học với các hệ thống CTD (độ dẫn điện, nhiệt độ và độ sâu) cung cấp các phép đo và hiệu chuẩn có độ chính xác cao cho các loạt dài hạn. Máy đo nhiệt độ nước dùng một lần (XBT) thêm hồ sơ nhiệt độ trên các tuyến đường lặp lại, hữu ích để phát hiện xu hướng.
Vệ tinh đo nhiệt độ bề mặt, mực nước biển, gió và các thông số khác. Các tập đoàn phân tích lại như ECCO Họ tích hợp các quan sát với các mô hình để ước tính hàm lượng nhiệt của toàn bộ cột, trong khi các sản phẩm từ các cơ quan như NOAA hợp nhất các chuỗi số liệu hàng năm và hàng tháng với các yếu tố không chắc chắn được định lượng.
Một chi tiết về phương pháp luận: để diễn giải các xu hướng mạnh mẽ, nhiều loạt bài xuất bản đường trung bình động năm năm (ví dụ: giá trị được gắn nhãn 2021 tích hợp 2019–2023), giảm nhiễu liên năm mà không làm mất tín hiệu khí hậu.
Khí thải, GHG và các giải pháp
Bản thân khí nhà kính không “xấu”: cân bằng chúng giữ cho Trái Đất có thể sinh sống đượcVấn đề phát sinh từ sự tích tụ carbon từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, nạn phá rừng và các hoạt động khác, làm mất cân bằng và thúc đẩy hiện tượng nóng lên toàn cầu.
Giảm lượng khí thải ròng xuống mức 0 vào giữa thế kỷ là con đường chính để hạn chế sự nóng lên và bảo vệ đại dương. Điều đó ngụ ý triển khai năng lượng tái tạo, hiệu quả, điện khí hóa, lưu trữ, thu giữ carbon trong các lĩnh vực cứng và bảo tồn/phục hồi các bồn chứa biển (rừng ngập mặn, đầm lầy, đồng cỏ biển).
Sự thích nghi ven biển cũng rất cần thiết: quy hoạch ven biển, giải pháp dựa vào thiên nhiên (khôi phục rạn san hô, cồn cát, rừng ngập mặn), cơ sở hạ tầng chọn lọc và hệ thống cảnh báo về sóng nhiệt biển và bão cực đoan.
Chile và mối liên kết chiến lược với đại dương
Chile là một quốc gia ven biển: Khoảng năm triệu người sống ở các cộng đồng ven biển, với hơn 1.500 vịnh nhỏ tạo việc làm cho gần 100.000 ngư dân thủ công. Nền kinh tế xanh của vùng này có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh toàn cầu.
Đất nước này nằm trong số mười cường quốc đánh bắt cá hàng đầu, đó là nước xuất khẩu sản phẩm hải sản lớn thứ nămChile là nhà cung cấp trai đóng hộp hàng đầu và là nhà sản xuất cá hồi nuôi trồng và tảo biển lớn thứ hai thế giới cho mục đích công nghiệp. Hơn nữa, khoảng 43% lãnh thổ biển của quốc gia này được bảo vệ, đưa Chile lên vị trí thứ sáu trên thế giới về các khu bảo tồn biển.
Về chính sách khí hậu, Chile đã phê chuẩn Thỏa thuận Paris, cam kết đóng cửa 28 nhà máy điện chạy bằng than vào năm 2040 và đạt được mức trung hòa carbon vào năm 2050. Các biện pháp bao gồm đóng cửa nhà máy luyện đồng "Ventanas" và ngừng hoạt động một số nhà máy nhiệt điện, cùng với việc thúc đẩy sử dụng hydro xanh ở Magallanes.
Ngoài ra còn có sự tiến bộ về kiến thức: mạng cảm biến đa thông số để theo dõi khí quyển và hải dương học từ 18°N (Arica) đến 79°N (Sông băng Unión), với 21 trạm ở Lãnh thổ Nam Cực của Chile, giúp cải thiện khả năng quan sát tác động của biến đổi khí hậu đến các vĩ độ khác nhau của đất nước.
Song song với đó là các ngọn hải đăng và đài phát thanh kết hợp năng lượng mặt trời và năng lượng gió để giảm thiểu dấu chân của họ, trong khi các tổ chức như DIRECTEMAR áp dụng Chính sách Đại dương Quốc gia và Mục tiêu Phát triển Bền vững 14, tăng cường việc chăm sóc môi trường nước ở vùng biển thuộc thẩm quyền.
Dòng hải lưu, năng lượng và vai trò điều tiết của đại dương
Gió bề mặt truyền động lượng ra biển và tổ chức dòng chảy phân phối lại nhiệt và chất dinh dưỡng trên quy mô toàn cầu. Sự vận chuyển theo vĩ độ này điều chỉnh khí hậu khu vực: cần nhớ đến vai trò của Dòng hải lưu Gulf Stream trong khí hậu châu Âu.
Sự bay hơi cũng di chuyển rất nhiều năng lượng: nhiệt ẩn tỏa ra cùng với hơi nước Nó được giải phóng khi ngưng tụ thành mây và mưa, khép lại chu trình trao đổi mạnh mẽ giữa đại dương và khí quyển.
Theo chiều dọc, cấu trúc của đại dương được chia thành lớp hỗn hợp theo mùa (dao động từ hàng chục mét ở vùng nhiệt đới đến hàng trăm mét hoặc hơn ở vĩ độ cao) và nước sâu, chiếm gần 80% thể tích. Chỉ riêng lớp trên cùng đã lưu trữ năng lượng gấp khoảng 30 lần toàn bộ khí quyển.
Ở hai cực, khi băng biển hình thành, muối bị đẩy lùi, làm tăng độ mặn và mật độ của nước bên dưới. Những vùng nước lạnh và mặn này chìm xuống, thúc đẩy quá trình lưu thông quy mô lớn phân phối năng lượng và carbon trên khắp hành tinh.
Bối cảnh toàn cầu, số liệu và quản trị
Giám sát quốc tế các biến số chính—nhiệt độ nước biển, mực nước biển, nhiệt độ đại dương, độ pH— Việc đánh giá tiến độ thực hiện Paris và các Mục tiêu Phát triển Bền vững là điều cần thiếtCopernicus ở Châu Âu, NOAA và NASA trên toàn cầu, cùng các mạng lưới như Argo kết hợp các quan sát và mô hình để duy trì chuỗi tham chiếu với ước tính không chắc chắn.
Nhiệt lượng được lưu trữ trong đại dương giải thích trong số một phần ba và một nửa mực nước biển toàn cầu dâng cao do sự giãn nở nhiệt. Và hãy nhớ rằng phần lớn sự nóng lên tập trung ở 700 mét đầu tiên, ngay tại nơi các hệ sinh thái ven biển và các nghề cá quan trọng tương tác.
Trước những bằng chứng này, việc quản lý bờ biển, bảo vệ môi trường sống biển và các chính sách khí hậu hợp lý Chúng không phải là tùy chọn, mà là đầu tư chiến lược để đảm bảo an ninh lương thực, khả năng phục hồi của cơ sở hạ tầng và ổn định kinh tế xã hội.
Tình hình thừa nhận một cách đọc thực tế: đại dương đã bảo vệ hành tinh bằng cách hấp thụ phần lớn nhiệt lượng bổ sung, nhưng khả năng đệm của nó không phải là vô hạnChúng ta càng sớm làm cong đường cong phát thải và tăng cường thích ứng thì thiệt hại về sinh thái và con người sẽ càng nhỏ.
Tất cả những điều trên vẽ nên một bức tranh đầy thách thức, nhưng vẫn có chỗ để xoay xở nếu chúng ta hành động với tham vọng và sự kiên trì: giảm thiểu khí thải, phục hồi hệ sinh thái biển, quy hoạch bờ biển và cải thiện quan sát Chúng là những trụ cột thiết thực để hạn chế sự nóng lên của đại dương và những tác động của nó.
