使用 Sentinel-1 (ESA) 监测冰的变化

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Bappy11
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使用 Sentinel-1 (ESA) 监测冰的变化

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使用 Sentinel-1 (ESA) 监测冰的变化
1. 基线变化——气候和生物多样性的新常态
在SRF上,海洋学家托马斯·弗洛里彻(Thomas Fröhlicher)很好地解释道,全球海面温度正在升高:4月初的21.1°C创下了历史新高。此外,今年三月份并没有出现往常的降温现象,相反,海洋仍然持续保持温暖。现在气温很可能再次上升:过去三年来,拉尼娜现象一直影响着太平洋,这种寒流现在似乎即将结束。现在出现了厄尔尼诺现象,这意味着海水温度将进一步上升(稍后会详细介绍)。
由于海洋覆盖了地球表面的70%,海水温度上升必然会影响大气层。这意味着 2023 年很有可能再次成为气温创纪录的一年。
极端天气一直存在,但在气候变化时期,它们变得越来越极端。几十年前被认为是极端高温的现象现在已成为正常现象。托马斯·弗洛利彻 (Thomas Fröhlicher) 解释说,海水温度越高,风暴和气旋就越多,该系统的能量越多,水分蒸发就越多,风暴就越猛烈。
全球海洋的热浪不仅意味着波罗的海和北海的宜人温度,还对海洋生物、洋流和冰层产生重大影响。对于居住在沿海地区的人们以及全球各地的人们来说都是如此。

认识这些问题的一个主要问题是基线的转变——即评估/测量系统的参考点的转变。德国的年轻人已经不再熟悉过去凉爽的夏天;对他们来说,北欧30度以上的夏天才是常态。
在气候危机的同时,一场大规模的生态危机也在发生——栖息地破坏、毒素、塑料、噪音和光污染加剧了气候影响。这是一次大规模的物种灭绝。由于基线的移动和与自然的日益疏远,这里的大多数人都没有注意到这些变化。我只是从老人们讲述的故事中得知,60年前北海港口仍然生活着丰富多彩的海洋动物,其中包括壮观的海葵和海葵花。

2. 平均值包含极值
在我们看来,平均海洋升温幅度小得可笑,就像我们经常警告的 1.5°C 一样。但事实并非如此。平均值意味着在某些日子或几周内会出现极端高温。这样的高温期对于许多生物来说意味着相当大的压力。当更频繁的热浪、环境污染和其他压力因素不断积累时,越来越多的物种将面临问题。稍后将详细介绍。

3. 水温升高导致缺氧
温水中溶解的氧气较少。如果添加大量营养物质,尤其是在浅水中,就会形成最低氧区 (OMZ)。
在夏季的波罗的海,这种现象长期以来被称为“死亡区”——只有极端微生物才能生活在黑色污泥中及其上方。自海水温度上升和富营养化加剧以来,它们不仅在波罗的海,而且在世界各大海洋中稳步蔓延。几十年来,死区变得越来越大,越来越频繁。
无法获得足够氧气的海洋生物必须迁徙,否则就会窒息。

此类 OMZ 事件的历史可以通过沉积物岩心(黑色层中的黑色污泥沉积物)得到可靠证明。
在化石记录中,此类黑色页岩事件以出色的化石保存而闻名,例如在波西多尼亚页岩中,鱼龙和其他大型海洋生物甚至表现出软组织保存:这些动物很快窒息,然后被放置在污泥中,免受食腐动物的伤害。

4. 极地迁移——向两极迁移
在所有海洋中,物种都在向两极、较冷的水域迁移。在欧洲,许多物种正在向北迁移——藻类森林和鱼类资源正在逐渐向北迁移。
藻类森林移动得非常缓慢,因为植物状的海洋生物生活得牢牢的(唯一的例外是马尾藻)。个人无法移动。相反,老种群会死亡,而它们的种子则会在更北的地方找到最佳的生存条件(我为《科学图片报》 1 月刊研究了这一点:“珍贵的藻类丛林”)。

太平洋的热带礁珊瑚也出现了类似的运动:珊瑚可以忍受热带温度,但也有极限。当它们过热时,它们会释放内共生体(单细胞藻类),导致珊瑚白化和礁石死亡,随后该生态系统中的物种大规模灭绝。
近年来,珊瑚白化事件的空间和时间频率不断增加。
一些珊瑚似乎正在适应,一些珊瑚礁修复项目也取得了初步成功。但这种适应是否能够足够快地发生以保护大片珊瑚礁仍是值得怀疑的。
珊瑚幼虫也会从赤道海域漂流到较冷的水域,例如日本附近海域,并在那里定居。到目前为止,珊瑚礁一直在冲绳附近生长(受到高温和其他压力的影响),但现在新的珊瑚礁体正在更北部出现,成为一个旅游景点。

因此珊瑚并没有灭绝。形成礁的珊瑚是极其重要的生态系统,代表着丰富的生物多样性。赤道珊瑚的死亡给那里较为贫穷的国家带来了可怕的后果。沿海居民依靠沿海捕鱼为生,因而依赖珊瑚及其生物多样性;珊瑚礁是鱼类的苗圃。
此外,热带珊瑚礁还能提供免费的海岸保护——它们可以抵御海浪和风暴。尤其是在较贫穷的国家,通常没有财力修建堤坝或屏障之类的工程。石灰岩礁是保护沿海居民及其居住地免受风暴、海啸和海平面上升造成的洪水侵袭的唯一屏障。

随着气温升高,热带风暴等极端天气事件愈发频繁。
随着沿海地区洪水和风暴越来越多,渔业越来越不再成为食物来源,生活在那里的人们面临着适应、移民或死亡的选择。
适应的基础很可能缺乏,例如在汽车厂工作或成为房地产经纪人而不是从事沿海捕鱼,尤其是在较贫穷的国家。如果有其他选择,几乎没有人愿意与家人一起饿死。这种选择被称为移民。气候难民长期以来一直是抵达欧洲的国际移民运动的重要组成部分。
2014 年,新西兰成为第一个将气候变化作为人们逃离祖国的理由的工业化国家,这次逃离的人们来自太平洋岛国图瓦卢。

此类迁徙一直存在。迁徙的人们常常会侵占其他人的栖息地,因此并不总是受到欢迎。我们目前正在通过地中海的难民问题了解这对欧洲意味着什么。历史上的移民运动也曾引发战争和文明不稳定等严重冲突。

4 a) 全球珊瑚礁灭绝——地球上最大的物种灭绝
地质时代通常由大规模灭绝和大量化石来定义。 2.5 亿年前二叠纪和三叠纪之交发生的最大一次物种灭绝也对海洋造成了严重打击。大规模的珊瑚死亡导致海洋生态系统极度破坏。在一次采访目前,我们可以在媒体上听到和读到许多科学家对前所未有的海洋变暖现象表示担忧。在评论栏中,我们可以看到许多非科学家认为,如果北海和波罗的海最终变暖一点,这不是一件坏事。海水温度升高几度,除了会影响舒适的沐浴温度外,还会对海洋生物和全球气候产生重大影响。海洋变暖显然是抽象而遥远的。在本文中,我将对这些陈述进行分类,并附上背景信息和具体影响的案例研究。

提前说几点评论:

气候变化一直存在;它是进化的驱动力。那么,要么适应,要么移民,要么死亡。我在一些案例研究中解释了这对动物物种和人类意味着什么。
这篇文章是关于气候的,而不是天气的。这意味着全球变暖仍在继续,尽管德国四月份异常潮湿和寒冷。如果您仍然不明白这一点,请阅读更多内容,例如此处。
关于气候和气候危机的讨论也基于统计学和概率论的知识。这就是为什么建议您复习一下数学基础知识。
气候危机往往伴随着其他相互强化的因素。
数据来自哪里?
数据来源包括欧洲哥白尼地球和海洋监测系统。从地球轨道上,卫星可以测量海平面、海温、浮游生物数量(通过叶绿素含量)和许多其他参数,精度达到厘米级。此处提供开放数据,此处提供各个参数的单独地图和模型。从1960年至2020年的地球科学系统数据中,科学家还
根据来自世界各地工作组的许多出版物总结了海洋变暖的趋势。
在欧洲,这些卫星主要由ESA和EUMETSAT运营。这些数据大部分都是开源的,即可自由访问。除了研究卫星外,还有其他海洋测量站,如研究船或固定或漂流测量浮标,由许多国家的机构收集和汇编,例如NOAA、NIWA等。


1. 基线变化——气候和生物多样性的新常态
在SRF上,海洋学家托马斯·弗洛里彻(Thomas Fröhlicher)很好地解释道,全球海面温度正在升高:4月初的21.1°C创下了历史新高。此外,今年三月份并没有出现往常的降温现象,相反,海洋仍然持续保持温暖。现在气温很可能再次上升:过去三年来,拉尼娜现象一直影响着太平洋,这种寒流现在似乎即将结束。现在出现了厄尔尼诺现象,这意味着海水温度将进一步上升(稍后会详细介绍)。
由于海洋覆盖了地球表面的70%,海水温度上升必然会影响大气层。这意味着 2023 年很有可能再次成为气温创纪录的一年。
极端天气一直存在,但在气候变化时期,它们变得越来越极端。几十年前被认为是极端高温的现象现在已成为正常现象。托马斯·弗洛利彻 (Thomas Fröhlicher) 解释说,海水温度越高,风暴和气旋就越多,该系统的能量越多,水分蒸发就越多,风暴就越猛烈。
全球海洋的热浪不仅意味着波罗的海和北海的宜人温度,还对海洋生物、洋 菲律宾电报数据 流和冰层产生重大影响。对于居住在沿海地区的人们以及全球各地的人们来说都是如此。

认识这些问题的一个主要问题是基线的转变——即评估/测量系统的参考点的转变。德国的年轻人已经不再熟悉过去凉爽的夏天;对他们来说,北欧30度以上的夏天才是常态。
在气候危机的同时,一场大规模的生态危机也在发生——栖息地破坏、毒素、塑料、噪音和光污染加剧了气候影响。这是一次大规模的物种灭绝。由于基线的移动和与自然的日益疏远,这里的大多数人都没有注意到这些变化。我只是从老人们讲述的故事中得知,60年前北海港口仍然生活着丰富多彩的海洋动物,其中包括壮观的海葵和海葵花。

2. 平均值包含极值
在我们看来,平均海洋升温幅度小得可笑,就像我们经常警告的 1.5°C 一样。但事实并非如此。平均值意味着在某些日子或几周内会出现极端高温。这样的高温期对于许多生物来说意味着相当大的压力。当更频繁的热浪、环境污染和其他压力因素不断积累时,越来越多的物种将面临问题。稍后将详细介绍。
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