“海洋十年”寻求气候应对新路

■本报记者 许琦敏
      
       海洋在全球气候变化中扮演着重要角色，它就像地球的空调，极大减缓着气候变化对人类的影响。但是，人类对于海洋的科学认知还十分不足，这限制了我们利用海洋来减缓和适应全球气候变化的能力。
      
       2017年，经72届联合国大会批准，联合国发起“海洋科学促进可持续发展十年（2021-2030）”（简称“海洋十年”）倡议，旨在推动海洋领域形成创新性的科学解决方案，扭转全球海洋的退化趋势，促进海洋、气候和人类社会的可持续发展。在这一倡议中，我国发挥了重要作用，正在引领世界提出基于海洋的全球气候变化解决方案。
      
       三大瓶颈
      
       限制地球“最大空调”利用
      
       工业革命以来，人类排放的温室气体不断增加，致使海洋和大气温度不断升高，造成全球气候变暖不断加剧。全球升温会导致极地海冰融化、全球海平面上升，而海平面上升甚至会使一些岛国消失，沿海城市应对海洋和气候灾害的成本也不断增加。近几十年来，世界各国纷纷出台措施，希望在本世纪末将全球气温的平均升温幅度控制在2℃以内。
      
       占地球表面71%的海洋，在全球气候变化中起着控制性作用。欧洲科学院院士、自然资源部第一海洋研究所研究员乔方利介绍，全球气候变化本质上是一个热量问题，海洋的热含量大约是大气热含量的1000倍，2—3米厚度的海洋，其热含量就与整个大气层的热含量相当，“可以说，海洋打个喷嚏，大气系统就会感冒，甚至是重感冒”。
      
       经实际观测资料估算，人类排放的二氧化碳约有25—33%进入了海洋，这大大减弱了全球气候变化的强度。同时，温室气体造成地球气候系统的热量增加，其中有93%进入了海洋，仅有2.3%左右留存在大气中。乔方利说：“海洋是地球最大的空调，如果海洋没有吸收这93%的热量，我们的地球气候系统或许早已崩溃。”
      
       气候系统包括海洋、大气、陆地和冰等多个圈层，且各圈层之间存在复杂的相互作用。乔方利表示，虽然人类更多通过大气感受到气候变化，但海洋在气候系统中的核心作用是毋庸置疑的，“这已是国际科学界的共识”。
      
       乔方利认为，基于海洋的气候变化解决方案会成为人类应对气候变化的关键一环，但其重要性尚未得到充分重视。科学研究是认识海洋的基础，海洋研究目前主要面临三大瓶颈：第一，各国对海洋科技投入不足，这使得全球海洋观测能力不足；第二，尚不具备准确预测海洋与气候变化的能力；第三，对于海洋如何控制气候变化、海洋本身如何受气候变化影响等问题，人类仍缺乏科学共识。
      
       七大预期成果
      
       引领海洋科技革命
      
       为应对海洋研究的薄弱现状，联合国于2021年1月正式启动了“海洋十年”倡议行动。这是联合国框架下最重要的海洋倡议，其关键标志是将原来长期的海洋科学研究，向为全球海洋治理提供科学解决方案转变。
      
       2017年，第72届联合国大会授权联合国教科文组织政府间海洋学委员会（以下简称“海委会”）牵头制定“海洋十年”路线图。海委会从全球遴选出19名海洋科学领域的领军专家组成规划委员会，开展路线图的编制工作，乔方利作为中国唯一代表入选该专家组。
      
       “海洋十年”以“推动形成变革性的海洋科学解决方案，促进可持续发展，联结人类和海洋”为使命，提出了7大预期成果，包括清洁的海洋、健康且有恢复力的海洋、物产丰盈的海洋、可预测的海洋、安全的海洋、可获取的海洋、富于启迪并具有吸引力的海洋。
      
       围绕上述预期成果，“海洋十年”策划和实施了一系列国际大科学计划、项目和活动，不仅关注科技的革新和知识的获取，更强调科技和知识在全球海洋综合治理中的应用，为管理、决策和施策提供核心科技支撑。
      
       乔方利说，“海洋十年”将引领新一轮海洋科技革命，影响全球海洋治理格局。它将在《联合国海洋法公约》框架下，产生所需的数据、信息和知识，以便在全球、地区、国家乃至地方等制定更稳健且具有科学依据的各级政策，加强科学与政策之间的衔接。
      
       中国智慧和方案
      
       为世界作出重大贡献
      
       自“海洋十年”策划、实施至今，我国一直深度参与其中，甚至在若干核心领域实现了国际引领。“特别是在海洋为全球气候变化提供新的解决方案这一关键领域，中国为世界作出了重大贡献。”乔方利说。
      
       在“海洋十年”启动伊始，我国自然资源部就组织13个相关部委，成立了“海洋十年”中国委员会，组织全国科技力量编制了“海洋十年”中国行动方案。在此期间，我国承建了联合国“海洋十年”海洋与气候协作中心。
      
       协作中心是“海洋十年”的分权管理机构，负责协调本领域若干国际大科学计划的实施，迄今共有8个全球性、区域性协作中心获批。我国承建的海洋与气候协作中心是首批获批的全球性中心——在联合国框架下，对不同国家牵头的海洋与气候领域国际大科学计划实施协调，这在我国海洋领域尚属首次。
      
       协作中心的核心任务是凝练若干国际大科学计划的研究成果，提出全球气候变化基于海洋的解决方案。我国迄今已牵头5个国际大科学计划（全球共56个）。其中，为提升海洋与气候的观测和预测能力，乔方利发起了“海洋与气候无缝预报系统（OSF）”国际大科学计划，目前已有50余个国家、70余家大学和研究所，以及5个国际组织参与。
      
       同时，“海洋十年”中国行动方案在气候预测领域取得重要突破，将我国的海洋、台风和气候预测能力跨越式推进到国际前沿，为全球海洋治理和世界应对气候变化提供了中国智慧和方案。乔方利率领科研团队在国际上原创建立了浪致混合理论，创建了国际首个浪-潮-流耦合海洋模式、新型台风模式和包含海浪的气候模式。
      
       这些模式将持续了半个世纪的海洋模拟与预报误差降低了80%以上，将“台风强度预报”这一数十年的瓶颈难题的误差降低了40%，将一直存在的气候模式共性误差缩小了约一半。这些模式被美欧等十余个国家实际应用并大幅提升了其模拟预测能力。
      
       在海洋观测领域，基于北斗卫星，我国还实现了海洋与气候观测技术的原创突破，使海洋和气候的观测与监测能力显著提升。在“海洋十年”OSF大科学计划支持下，乔方利带领的科研团队成功研制出低成本、高精度、智能型新一代全球导航卫星系统（GNSS）海洋表层漂流浮标，其观测成本仅为传统设备的4%左右。