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美国突然要砍预算全球海洋观测网快瘫痪?后果比想象中更严重

  

美国突然要砍预算全球海洋观测网快瘫痪?后果比想象中更严重(图1)

  世界海洋正越来越清楚地告诉我们,地球气候系统的变化速度和剧烈程度,可能都超过了此前预期。这些新认识,来自一个庞大的全球观测网络。这个网络由漂流浮标、系泊浮标、科考船和水下滑翔机等设备组成,持续而低调地向科学家输送数据。

  这一系统被称为全球海洋观测系统。它为科学家提供识别变化、检验气候模型和完善未来风险预测所需的细颗粒度数据。但如今,越来越多的人担心,这套系统本身正面临风险。而此时,恰恰是世界最需要它的时候。

  全球海洋观测系统常被描述为一种气候监测工具,但它远不止于此。更准确地说,它是一个由多种互补观测系统组成的网络,每一套系统都以不同方式捕捉海洋的不同部分。

  大约4000个自主运行的“阿尔戈”机器人浮标,每10天下潜一次,最深可达2000米,随后再浮出海面,通过卫星向地面站传回温度和盐度剖面数据。水下滑翔机则主要观测涡旋、近岸洋流和陆架边缘等浮标无法到达的区域。装有传感器的象海豹,能够在极地海冰下方采集数据,进入其他仪器都难以轻易抵达的海域。

  这些平台各有分工,能够回答彼此无法解决的问题。如今,它们采集的海洋观测数据,已经支撑起现代社会每天依赖的许多预报系统。其中包括用于生成日常天气预报的数值天气模型。这些模型会持续吸收海洋数据,以预测不断变化的天气形势。较新的人工智能预报系统也是如此。

  飓风和气旋预报同样依赖这些海洋观测数据,季节尺度预报也是如此。后者被用于提前判断干旱、收成和能源需求。

  海洋热浪预警、海平面预测,以及对主要洋流系统的研究,也都依赖海面以下持续、长期的观测。这些观测对于监测厄尔尼诺气候形态至关重要,其中包括一场已经开始、并可能在今年晚些时候达到峰值的重要事件。它们对监测大西洋经向翻转环流等主要洋流系统,也同样关键。

  卫星虽然可以测量海洋表层状况,却仍无法直接观测更深层海水。而热量正是在那里积聚,洋流在那里重组,未来天气的前兆也早已在那里形成。

  归根结底,从明天的风暴预警,到下个世纪的气候适应规划,背后都离不开全球海洋观测系统。但我们最新发表的分析显示,提供这些观测的这套系统,比大多数人意识到的要脆弱得多。

  我们发现,如果全球海洋观测系统失去一个主要贡献方——美国——提供的观测数据,那么对海洋变暖速度的估算误差将激增163%。这一结果,甚至比随机失去全球80%的海洋数据还要糟糕。原因主要在于地理覆盖。美国的观测设备遍布所有海盆,并填补了其他国家目前尚未覆盖的关键空白。

  而这并非理论上的担忧。美国国家海洋和大气管理局以及美国国家科学基金会拟议中的预算削减,如今正直接威胁美国对全球海洋观测系统的这部分贡献。在其他地区,观测系统也正承受越来越大的压力,欧洲多个项目面临不断上升的资金压力。

  在一些地区,科学家和政策制定者正试图建设一套更具韧性的国家观测体系,但目前仍缺乏足以全面支撑这一体系的资源。全球海洋观测系统每年的运行总成本——包括全球范围内所有平台和相关人员——大约为11亿美元,约合18亿新西兰元。

  如果这听起来很昂贵,不妨想一想:仅仅一个严重的飓风季,就可能让美国付出数千亿美元的代价。与此同时,海洋热浪已经导致世界多地渔业崩溃,并引发大规模珊瑚白化。与海洋驱动的极端天气和气候扰动所造成的经济损失相比,海洋观测是回报率最高的公共投资之一。

  三年后举行的国际科学会议“海洋观测29”,将成为一个协商契机,推动建立一套更均衡的全球观测系统,使其更符合当今的经济现实和海洋利益格局。这场会议也应推动各国加强科学合作,帮助各类互补观测网络尽可能覆盖更广阔的全球海洋。

  维持这样的覆盖范围,需要持续不断地更新设备。“阿尔戈”浮标的典型寿命为4到5年,之后电池就会失效。这意味着,必须持续投放新的浮标,才能避免海洋观测网络出现空白。

  新西兰在这方面发挥着一个颇为重要、也有些出人意料的作用。自2004年南宫股份有限公司以来,科考船“卡哈罗阿”号已帮助国际合作伙伴在太平洋和南大洋布放了1100多个“阿尔戈”浮标。这说明,即便是规模较小的国家,也能凭借自身机构、专业能力和海洋利益,作出重要贡献。

  与此同时,如果全球海洋观测系统中的任何一个组成部分,因为美国或其他地方的政治决策而被移除,整个系统提供可靠信息的能力都会下降。一旦走到这一步,就需要重建整套系统。而重建的难度和成本,都将远远高于今天维持它运转的代价。更重要的是,这可能让世界在面对人类历史上最具深远影响的地球气候转型时,几乎处于“盲飞”状态。