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德国之声

珊瑚作为气候档案:厄尔尼诺现象正在加剧吗?

一场风暴正在酝酿。很可能是一场非常大的风暴。厄尔尼诺是一种自然气候现象,每二到七年发生一次,通常在年末接近时出现,但根据当时的主导条件,其强度各不相同。

如果南美洲西海岸附近的水面温度比平均水平高出1.5摄氏度以上,厄尔尼诺现象就被认为是强烈的。今年7月,美国国家海洋和大气管理局已经观测到太平洋东部和中部的水温升高了三摄氏度以上。

德国气象局认为,这“很有可能发展成为有记录以来最强的厄尔尼诺事件之一”。

但马克斯·普朗克气象研究所最近的一篇文章指出,强烈的厄尔尼诺事件是否会因气候变化而加剧,“仍然是当前研究的主题”。问题在于,关于海洋表面温度的数据直到20世纪80年代卫星观测开始后才真正可靠。这些数据并没有告诉我们工业化和化石燃料燃烧之前厄尔尼诺的表现如何。

美国研究人员表示,珊瑚可以帮助缩小这一知识鸿沟。密歇根大学的气候科学家兼古气候学家朱莉娅·科尔及其团队最近在某期刊上发表了一项关于此课题的研究。

“长期以来,我们一直知道过去40或50年里有非常强烈的厄尔尼诺事件,”科尔说。“很难说我们最近经历的强厄尔尼诺现象是自然循环的一部分,还是与处于比正常更温暖的世界有关的一些不同寻常的情况。”珊瑚分析坚定地指向了一种不寻常且非正常的结论。

科尔和她的团队检查了厄瓜多尔东太平洋加拉帕戈斯群岛周围的化石珊瑚和活珊瑚。珊瑚每年生长一到两厘米,在这个过程中形成了类似于树木年轮的结构。“我们利用了珊瑚在生长过程中将其骨骼的化学成分记录为海洋温度的事实,”科尔解释说。

珊瑚是生物,通过钙化构建外部骨骼,每年用从周围水中沉淀出来的碳酸钙添加一层新的生长带。通过这种方式,经过几十甚至几百年,珊瑚形成了整个礁系统。在钙化过程中,其他化学元素也被纳入骨骼中,例如锶。根据水温的不同,有时沉积较多,有时较少。

科尔说:“在较低的温度下,[骨骼]吸收更多的锶,在较高的温度下吸收较少。”骨骼中锶与钙的比率提供了有关温度变化的信息。

珊瑚骨骼中的特定氧同位素也提供了线索。“稀有的氧-18和常见的氧-16也以反映温度的比率被吸收,”科尔说。在较冷的环境中,吸收的氧-18比在较暖的温度下更多。

通过这种方式,研究人员根据珊瑚的年龄重建过去1000年海洋温度的变化。他们的结论是,与工业化前时期相比,厄尔尼诺事件变得明显更强。

科尔的研究证实了一个长期存在的怀疑。“这些发展符合最佳气候模型的预测。它们预测2030年代极端东太平洋厄尔尼诺事件发生的概率在量化上更高,”英国莱斯特大学古生物学教授延斯·辛克说。

然而,其他科学家在评估该研究的意义时更为谨慎。“珊瑚数据确实实现了高时间分辨率——每月到季节——但其准确性取决于当地条件,这意味着与现代测量数据的直接比较充满不确定性,”卡尔斯鲁厄气象与气候研究所气象学教授安德烈亚斯·芬克说。在芬克看来,该研究的意义因其局限于东太平洋而受到削弱。

科尔也意识到她研究的局限性。“我们的数据确实填补了空白,但我想澄清的是,我们的记录并不是连续的,”她说。“我们没有过去一千年里每单一年份的数据。我们涵盖了不到一半的年份。”尽管厄尔尼诺现象的震中在太平洋,但它改变了全球的天气。在厄瓜多尔和秘鲁等国,它会导致大雨和洪水,而澳大利亚和印度尼西亚可能会经历缺雨,导致干旱和野火。厄尔尼诺还会导致全球气温在一段时间内上升。

如果预测证明是正确的,并且这次厄尔尼诺现象确实变成了超级厄尔尼诺现象,根据托马斯·费利斯的说法,即将到来的2027年可能会是又一个创纪录热浪的年份。费利斯领导着不来梅大学MARUM海洋环境科学中心的珊瑚古气候学研究小组,并进行了与科尔类似的研究。

费利斯说,创纪录的高温年“极有可能导致另一次全球珊瑚白化”。这种情况以前发生过,即2023-24年和2015-16年,这些年份也是厄尔尼诺年。

珊瑚从与它们共生的某些藻类那里获得其特有的颜色。通过光合作用,藻类提供珊瑚生存所需的能量。如果海水温度过高,藻类开始产生毒素,珊瑚就会结束伙伴关系。珊瑚只剩下骨骼。

它可以在这种状态下存活几周,如果温度再次下降,藻类就会回来。“但是,如果这种异常高的夏季温度状态持续太久,珊瑚就会变得如此虚弱以至于最终死亡,”费利斯解释说。

全球范围内的珊瑚死亡不仅意味着一个独特生态系统的终结,也意味着保存海洋历史的档案的毁灭。