科学家首次成功量化了全球范围内海洋中甲硫醇的排放量

2024年12月03日 09:32 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

研究人员首次测量了海洋生物产生的一种硫磺气体的全球排放量,发现这种气体对气候的冷却作用比以前所了解的要大,尤其是在南大洋上空。甲硫醇是一种海洋硫化气体,它通过促进气溶胶的形成和反射阳光来增强气候冷却,尤其是在南大洋上空。 它的排放使海洋硫的输出量增加了 25%,改善了气候模型,突出了海洋在调节全球气温方面的关键作用。

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这项发表在《Science Advances》杂志上的研究表明,海洋不仅能捕捉和重新分配太阳的热量,还能产生气体,这些气体产生的微粒能直接对气候产生影响,例如通过使云层变亮来反射这些热量。

该研究扩大了海洋硫对气候的影响,因为它增加了一种新的化合物--甲硫醇,而这种化合物以前一直没有被注意到。 研究人员最近才检测到这种气体,因为以前很难测量这种气体,而且早期的工作主要集中在较温暖的海洋,而极地海洋才是排放热点。

这项研究由西班牙海洋科学研究所(ICM-CSIC)和布拉斯-卡布雷拉物理化学研究所(IQF-CSIC)的科学家团队领导。 其中包括曾就职于 ICM-CSIC、现就职于英国东英吉利大学(UEA)的 Charel Wohl 博士。他们的发现标志着 40 年前提出的关于海洋在调节地球气候中的作用的最具开创性的理论取得了重大进展。

这表明,生活在海面上的微小浮游生物以气体二甲基硫醚的形式产生硫,这种气体一旦进入大气层,就会氧化并形成被称为气溶胶的小颗粒。

气溶胶会将部分太阳辐射反射回太空,从而减少地球所保留的热量。 当气溶胶参与形成云层时,其冷却效果会被放大,其效果与众所周知的变暖温室气体(如二氧化碳或甲烷)的效果相反,但程度相同。

研究人员认为,这项新工作增加了一个以前被忽视的成分,从而增进了我们对地球气候调节方式的了解,并说明了硫气溶胶的至关重要性。 他们还强调了人类活动对气候的巨大影响,如果不采取行动,地球将继续变暖。

该研究报告的主要作者之一、英国能源大学海洋与大气科学中心的沃尔博士说:"这是制冷能力最强的气候要素,但也是人们了解最少的气候要素。 我们知道甲硫醇从海洋中排出,但不知道排出的数量和地点。 我们也不知道它对气候有如此大的影响。气候模型大大高估了实际到达南大洋的太阳辐射,这主要是因为它们无法正确模拟云层。 这里所做的工作部分弥补了模型和观测之间长期存在的知识差距。"

有了这一发现,科学家们现在可以在用于预测升温+1.5 ºC或+2 ºC的模型中更准确地表示气候,这对政策制定是一个巨大的贡献。

ICM-CSIC的研究员、该研究的另一位主要作者Martí Galí博士说:"直到现在,我们还认为海洋只以二甲基硫醚的形式向大气排放硫,二甲基硫醚是浮游生物的残留物,主要造成贝类的诱人气味。"

Wohl 博士补充说:"今天,由于测量技术的发展,我们知道浮游生物也会排放甲硫醇,而且我们已经找到了一种方法,可以在全球范围内量化甲硫醇排放的地点、时间和数量。了解这种化合物的排放量将有助于我们更准确地表现南大洋上空的云层,并更真实地计算它们的冷却效果。"

研究人员收集了所有可获得的海水中甲硫醇的测量数据,加上他们在南大洋和地中海沿岸进行的测量,并将其与卫星获得的海水温度进行统计。

由此,他们得出结论:从全球平均水平来看,甲硫醇每年会使已知的海洋硫排放量增加 25%。

共同负责人、IQF-CSIC 研究员 Julián Villamayor 博士说:"这看起来并不多,但甲硫醇在氧化和形成气溶胶方面比二甲基硫醚更有效,因此,它对气候的影响被放大了。"

研究小组还将甲硫醇的海洋排放纳入了一个最先进的气候模型,以评估其对地球辐射平衡的影响。结果表明,这种影响在南半球更为明显,因为那里海洋较多,人类活动较少,因此化石燃料燃烧产生的硫含量较低。

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1126/sciadv.adq2465

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