Теплосодержание океана - Википедия - Ocean heat content

Эта статья о тепловой энергии, хранящейся в океанской воде. Для физической переменной, известной как теплосодержание вещества («H»), см. Энтальпия.
Глобальное теплосодержание в верхних 2000 метрах океана, NOAA 2020
Слой Global Heat Content (0–700 метров)
Океанограф Джош Уиллис обсуждает теплоемкость воды, проводит эксперимент, чтобы продемонстрировать теплоемкость используя водный шар и описывает, как способность воды накапливать тепло влияет на климат Земли.
В этой анимации используются данные науки о Земле с различных датчиков на спутниках наблюдения Земли НАСА для измерения физических параметров океанографии, таких как океанические течения, океанические ветры, высота поверхности моря и температура поверхности моря. Эти измерения могут помочь ученым понять влияние океана на погоду и климат. (в HD)

В океанография и климатология, теплосодержание океана (OHC) - это термин для энергии, поглощаемой океаном, которая хранится как внутренняя энергия или энтальпия. Изменения теплосодержания океана играют важную роль в повышение уровня моря, потому что тепловое расширение.

На потепление океана приходится 90% накопления энергии от глобальное потепление с 1971 по 2010 гг.[1] По оценкам, около одной трети этого дополнительного тепла распространяется на глубину ниже 700 метров.[2] Помимо прямого воздействия теплового расширения, потепление океана способствует ускорению таяния льда во фьордах Гренландии. [3] и антарктические ледяные щиты.[4] Более теплые океаны также ответственны за обесцвечивание кораллов.[5]

Определение и измерение

Поверхностная плотность теплосодержания океана между двумя уровнями глубины определяется с помощью определенный интеграл:[6]

куда является морская вода плотность, это удельная теплоемкость морской воды, h2 - нижняя глубина, h1 - верхняя глубина, - температурный профиль. В Единицы СИ, имеет единицы Дж · м−2. Интегрирование этой плотности по океанскому бассейну или всему океану дает общее теплосодержание, как показано на рисунке справа. Таким образом, общее теплосодержание является произведением плотности, удельной теплоемкости и объемный интеграл температуры в рассматриваемой трехмерной области океана.

Теплосодержание океана можно оценить с помощью измерений температуры, полученных с помощью Бутылка Нансена, АРГО поплавок, или же акустическая томография океана. В Проект базы данных Мирового океана это самая большая база данных профилей температуры во всех океанах мира.

Теплосодержание верхнего слоя океана в большинстве регионов Северной Атлантики определяется конвергенцией переноса тепла (место, где встречаются океанические течения) без значительных изменений в соотношении температуры и солености.[7]

Недавние изменения

В нескольких исследованиях, проведенных в последние годы, было обнаружено, что содержание НУ в глубоководных и верхних слоях океана увеличивается на несколько десятилетий, и объясняется поглощение тепла антропогенное потепление.[8] Исследования на основе АРГО указать, что поверхность океана ветры, особенно субтропический пассат в Тихий океан, изменить вертикальное распределение тепла океана.[9] Это приводит к изменениям среди Океанские течения, и увеличение субтропический переворот, что также связано с Эль-Ниньо и Ла-Нинья явление. В зависимости от стохастических колебаний естественной изменчивости в годы Ла-Нинья примерно на 30% больше тепла из верхнего слоя океана переносится в более глубокие слои океана. Модельные исследования показывают, что Океанские течения переносят больше тепла в более глубокие слои в годы Ла-Нинья после изменений ветровой циркуляции.[10][11] Годы с повышенным поглощением тепла океаном были связаны с отрицательными фазами междекадное тихоокеанское колебание (IPO).[12] Это представляет особый интерес для ученых-климатологов, которые используют данные для оценки поглощение тепла океаном.

Исследование, проведенное в 2015 году, пришло к выводу, что повышение теплосодержания океана в Тихом океане было компенсировано резким распределением НУ в Индийском океане.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ AR5 WG1 МГЭИК (2013 г.). «Резюме для политиков» (PDF). www.climatechange2013.org. Получено 15 июля 2016.
  2. ^ "Исследование: глубоководные воды океана удерживают в ловушке огромные запасы тепла". Климат Центральный. 2016.
  3. ^ Черч, J.A. (2013). «Изменение уровня моря». В Межправительственной группе экспертов по изменению климата (ред.). Изменение уровня моря, стр. 1137-1216.. Изменение климата 2013 - Основа физических наук: Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. С. 1137–1216. Дои:10.1017 / cbo9781107415324.026. ISBN  9781107415324. Получено 2019-02-05.
  4. ^ Дженкинс, Адриан; и другие. (2016). «Десятилетнее воздействие океана и реакция антарктического ледяного щита: уроки моря Амундсена | Океанография». tos.org. Получено 2019-02-05.
  5. ^ «Большой Барьерный риф: разоблаченная катастрофа». Хранитель. 6 июня 2016.
  6. ^ Дейкстра, Хенк А. (2008). Динамическая океанография ([Корр. 2-е изд.] Ред.). Берлин: Springer Verlag. п. 276. ISBN  9783540763758.
  7. ^ Сирпа Хаккинен, Питер Б. Райнс и Дениз Л. Уортен (2015). «Изменчивость теплосодержания в северной части Атлантического океана в океанских реанализах». Geophys Res Lett. 42 (8): 2901–2909. Bibcode:2015GeoRL..42.2901H. Дои:10.1002 / 2015GL063299. ЧВК  4681455. PMID  26709321.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  8. ^ Авраам; и другие. (2013). «Обзор наблюдений за температурой мирового океана: последствия для оценок теплосодержания океана и изменения климата». Обзоры геофизики. 51 (3): 450–483. Bibcode:2013RvGeo..51..450A. CiteSeerX  10.1.1.594.3698. Дои:10.1002 / rog.20022.
  9. ^ Бальмаседа, Тренберт и Келлен (2013). «Отличительные климатические сигналы в повторном анализе теплосодержания глобального океана». Письма о геофизических исследованиях. 40 (9): 1754–1759. Bibcode:2013GeoRL..40.1754B. Дои:10.1002 / гр.50382. Сочинение В архиве 2015-02-13 в Wayback Machine
  10. ^ Meehl; и другие. (2011). «Основанные на модели доказательства поглощения тепла глубоководными слоями океана во время периодов перерыва в температуре поверхности». Природа Изменение климата. 1 (7): 360–364. Bibcode:2011NatCC ... 1..360M. Дои:10.1038 / nclimate1229.
  11. ^ Роб Живопись (2 октября 2011 г.). «Глубокий океан нагревается, когда глобальные температуры поверхности падают». SkepticalScience.com. Получено 15 июля 2016.
  12. ^ Роб Живопись (24 июня 2013). «Надвигающийся климатический сдвиг: вернется ли океанское тепло, чтобы преследовать нас?». SkepticalScience.com. Получено 15 июля 2016.
  13. ^ Сан-Ки Ли, Вонсан Парк, Молли О. Барингер, Арнольд Л. Гордон, Брюс Хубер и Янюн Лю (18 мая 2015 г.). «Тихоокеанское происхождение резкого увеличения теплосодержания Индийского океана во время перерыва в потеплении» (PDF). Природа Геонауки. 8 (6): 445–449. Bibcode:2015НатГе ... 8..445л. Дои:10.1038 / ngeo2438.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)

внешняя ссылка