什么是海洋测量 -海洋测量名词解释

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Nature | News

过去20年，全球56%的海面的颜色出现了显著变化。浮游植物活动增强可能是海洋变绿的原因。

人类正在以一种前所未见的方式影响生态系统。在过去的20年里，可能由于全球变暖，世界上一半以上的海洋变得更加绿色。发表在Nature上的这一发现令人惊讶，因为之前科学家们认为目前的数据还不足以从海洋的颜色中检测出气候变化的迹象。 * ]; q M. G6 N3 X5 b- R

▲图1 | 全球森林景观的静态森林破碎化指数（FFI）和动态森林破碎化指数（ΔFFI）的全球分布。

海洋变色的原因有很多，例如营养物质从海洋深处涌出并滋养了大量浮游植物，而浮游植物含有绿色色素叶绿素。通过研究海洋表面反射的太阳光波长，科学家可以估算出叶绿素的含量，从而推算出浮游植物和藻类等生物的数量。从理论上讲，随着气候变化，海水温度升高，生物生产力也会发生变化。但是，表层水域的叶绿素含量每年都会有明显变化，因此很难区分气候变化引起的变化和自然界的巨大波动。科学家们认为可能需要长达40年的观测才能发现任何趋势。另一个复杂的因素是，随着时间的推移，许多卫星都测量了海洋的颜色，但每颗卫星测量的方式略有不同，因此无法将这些数据整合在一起。这篇文章的作者们决定分析MODIS数据，MODIS是美国宇航局Aqua卫星上的一个传感器，该卫星于2002年发射，目前仍在地球轨道上运行，已远远超过了其预期的六年寿命。颜色能告诉直观地告诉人们生态系统发生了什么变化。研究人员利用20年的MODIS数据，研究了来自海洋的七种不同波长光线（全色谱）的变化趋势，而不是局限于追踪叶绿素这一常用的单一测量指标。研究人员确实检测到了海洋颜色的长期变化。全球56%的海面颜色出现了显著的时间变化，其中主要集中在南纬40度和北纬40度之间的海域。这些热带和亚热带海域通常全年的颜色变化不大，因为这些地区没有极端的季节——所以长期的微小变化在那里更加明显。颜色变化的强度取决于所测量的光波长。总的来说，随着时间的推移，海水变得越来越绿。为了弄清这些变化是否与气候变化有关，研究人员将观测结果与模拟海洋生态系统如何响应大气中温室气体含量增加的模型结果进行了比较。观察到的变化与模型中的结果相符。

绿色阴影

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现在的问题是，是什么让海洋变绿了。

这可能不是海面温度升高的直接影响，因为观测到颜色变化的区域与温度普遍升高的区域并不一致。 / m) r; T8 {" j3 }1 a

另一种可能是，这种变化可能与海洋中营养物质的分布有关。随着表层海水变暖，海洋上层变得更加分层，使得营养物质更难上升到表层。当营养物质较少时，较小的浮游植物比较大的浮游植物更容易存活，因此营养物质水平的变化可能会导致生态系统的变化，并反映在海水整体颜色的变化上。

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但这只是一个猜想；研究人员还不能确切地说明为什么会发生这种变化。

这一发现提高了人们对下一个监测海洋颜色的大型任务——NASA的浮游生物、气溶胶、云层和海洋生态系统（PACE）卫星——的期望。PACE卫星将于2024年1月发射，它将以比以往任何卫星更多的波长测量海洋颜色，这种能力被称为"高光谱"。

该研究发现无疑证实了PACE等全球高光谱任务的必要性。通过该卫星，人类将能够了解所观测到的海洋生态系统结构趋势在未来几年的生态影响。

论文信息

标题：Oceans are turning greener due to climate change

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期刊：Nature

类型：News

作者：Alexandra Witze

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时间：2023-07-12

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DOI ：https://doi.org/10.1038/d41586-023-02262-9

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