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首個大型報告確認:人類造成暖化致全球海洋含氧量 50 年減 2%

2017/2/16 — 17:18

最新刊於《自然》的德國研究指,近 50 年來全球海水溶氧量跌 2% ,如暖化持續海中生物將會缺氧而死,人類糧食亦會大減。

學界認為氣候變化會造成海水溶氧量下降,但一直只有個別地區海洋溶氧量分析,未有全球整體海水及海洋深處的數據。德國 GEOMAR Helmholtz 海洋研究中心的團隊以插值方法 (interpolation) 找出數據缺乏的海域之溶氧量, 並綜合過百萬數據發現 1960-2010 年間,地球海水溶氧量下跌 2% ,其中氧容量跌幅最大的為太平洋,以百分比計算跌幅最大的則為北冰洋。報告又指,其中 15% 的溶氧量跌幅源自水溫上升,其餘則來自多個包括海水分層等因素,但鹽度改變則不太影響溶氧量。

溶氧 (dissolved oxygen) 即溶解於水中之氧氣。氧為生物生存所需的基本元素,因此,溶氧量被視為是判斷水質好壞主要指標,濃度愈高一般代表水質狀況愈好。水中之飽和溶氧量受水溫及水中含有之雜質量之影響,水溫愈高溶氧量濃度就愈低;污水因含有大量雜質,溶氧量亦較純水為低。

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不似大氣層各種氣體會混和,海水中的氧其實非常珍貴——大氣中只有 1% 的氧氣可溶入海水。 此前的氣候模型預測,海水溶氧量會下跌主要是因為水溫上升令氧較難溶入海洋。

另一原因就是海水分層加劇。大氣的氧以及海洋微生物以光合作用產生的氧正常會溶入海面,但上層海水溫度上升,暖水密度較低、較輕,令其難以下沉與下層較冷的水混和,導致海洋下層含氧量減少。

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美國國家大氣研究中心的海洋學家 Matthew Long 並無參與研究,但向《華盛頓郵報》表示海水的天然變動限制人類測量實際溶氧量,研究結果符合學界預測人類活動帶來的暖化影響,同時是全球海洋含氧量觀察的重要進步。 Long 之前的研究已顯示海水溶氧量下跌將在短時間內可量度得到。

全球海水溶氧量並非平均分佈,整體 2% 下跌幅度代表某些地區有非常大的跌幅。而且學者擔心,多數出現於海洋中層的最少含氧區 (oxygen minimum zone) 會繼續向上擴展,令更多海洋生物難以生存。另一方面,較淺水的海域相信也會受整體溶氧量減少而發展出更多缺氧的「死亡區」。

海水溶氧量減少亦會加劇全球暖化問題,造成惡性循環。此前研究已指,低氧區附近水域的微生物,會因為氧氣不足而產生更多的溫室氣體氮氧化物。

近年我們已見到水溫上升,造成大量珊瑚死亡、南北極海冰量創新低;新研究再次敲起警鐘,提醒我們氣候變化無容置疑,應及早聯手對抗問題。

來源:
The Washington Post, Scientists have just detected a major change to the Earth’s oceans linked to a warming climate, 15 February 2017

報告:
Schmidtko, S., Stramma, L. & Visbeck, M. (2017). Decline in global oceanic oxygen content during the past five decades. Nature 542, 335–339 (16 February 2017). doi:10.1038/nature21399

延伸閱讀:
暖化後果:海洋含氧量減,食物鏈加速崩壞/立場報道
繼海洋酸化毀生態 湖泊也失守/立場報道
珊瑚死亡 人類無法獨善其身/立場報道

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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