根据麻省理工学院、英国国家海洋学中心和其他科学家的报告，过去20年来，海洋的颜色发生了显著变化，而这种全球趋势很可能是人为气候变化的结果。

这个团队在《自然》杂志上发表的一项研究中写道，过去20年来，他们检测到海洋颜色发生了变化，这种变化不能仅仅用自然的年际变异来解释。尽管对于人眼来说这些颜色变化微妙，但它们发生在世界海洋面积的56％，超过地球总陆地面积。

特别是，研究人员发现赤道附近的热带海洋地区的颜色逐渐变绿。海洋颜色的变化表明海洋表层生态系统也在变化，因为海洋的颜色实际上反映了其中的生物和物质。目前，研究人员无法确切说明海洋生态系统如何反映这种颜色变化。但他们相当确定一件事：人为气候变化很可能是推动因素。

本研究的共同作者之一，麻省理工学院地球、大气和行星科学系以及全球变化科学中心的高级研究科学家史蒂芬妮·杜特凯维奇（Stephanie Dutkiewicz）表示：“多年来，我的模拟一直在告诉我海洋颜色的这些变化将会发生。看到它真实发生并不令人惊讶，但却令人恐惧。这些变化与我们对气候的人为改变一致。”

英国南安普顿国家海洋学中心的巴巴·卡尔（B.B. Cael）博士，本研究的主要作者补充说：“这提供了额外的证据，说明人类活动如何在广阔的空间范围内影响地球上的生命。这是人类影响生物圈的另一种方式。”该研究的合著者还包括英国国家海洋学中心的斯蒂芬妮·亨森（Stephanie Henson）、俄勒冈州立大学的凯尔西·比松（Kelsey Bisson）和缅因大学的伊曼纽尔·博斯（Emmanuel Boss）。

在噪音之上

然而，大约十年前，作为本研究的共同作者之一，亨森与其他人合著了一篇论文，表明如果科学家们仅仅追踪叶绿素，至少需要连续监测30年才能检测到受气候变化驱动的任何趋势。团队认为，原因在于年复一年的叶绿素自然变化巨大，这将掩盖叶绿素浓度中人为影响的任何迹象。因此，在正常噪音中提取出一个具有意义的、受气候变化驱动的信号将需要数十年时间。

2019年，杜特凯维奇及其同事发表了一篇单独的论文，通过一个新模型展示了其他海洋颜色的自然变化相对于叶绿素来说要小得多。因此，相较于其他海洋颜色的较小、正常变化，更容易检测到受气候变化驱动的变化信号。他们预测，在监测期间内，这种变化应该在20年内显现出来，而不是30年。因此，卡尔表示：“我觉得，寻找所有其他颜色的趋势，而不仅仅是叶绿素，是有道理的。从整个光谱来看，而不仅仅是试图从光谱的一部分来估计一个数字，这是值得的。”

七色之力

在这项研究中，卡尔和团队分析了Aqua卫星上搭载的中分辨率成像光谱辐射计（MODIS）测量的海洋颜色数据，该卫星已经监测海洋颜色达21年之久。MODIS使用七个可见波长进行测量，其中包括研究人员传统上用于估计叶绿素浓度的两种颜色。

卫星所捕捉到的颜色差异对人眼来说太微妙，难以区分。对于我们的眼睛来说，大部分海洋都呈现为蓝色，而真正的颜色可能包含了从蓝色到绿色甚至红色的细微波长混合。

卡尔利用卫星在2002年至2022年期间测量的所有七种海洋颜色进行了统计分析。首先，他研究了这七种颜色在每年不同海域之间的变化程度，从而了解它们的自然变化情况。然后，他放大了观察尺度，看看这些海洋颜色的年度变化在两个十年时间段内的变化情况。这项分析揭示出了一个明显的趋势，超出了正常的年际变异。

为了确定这一趋势是否与气候变化有关，他随后查阅了杜特凯维奇2019年的模型。该模型模拟了地球海洋在两种情景下的情况：一种情景是增加温室气体，另一种情景则没有增加。温室气体模型预测，在20年内应该会出现明显的趋势，并且这种趋势应该会导致全球表面海洋约50%的颜色发生变化——几乎与卡尔在对实际卫星数据进行分析时发现的结果完全一致。

卡尔表示：“这表明，我们观察到的趋势不是地球系统的随机变异。这与人为气候变化一致。”团队的研究结果显示，除了叶绿素以外，监测海洋颜色还可以为科学家提供一种更清晰、更快速的方法来检测气候变化对海洋生态系统的影响。

杜特凯维奇表示：“海洋的颜色发生了变化。我们无法确定是怎样的变化。但我们可以肯定的是，颜色的变化反映了浮游植物群落的变化，这将影响到以浮游植物为食的一切生物。它还会改变海洋吸收二氧化碳的能力，因为不同类型的浮游植物具有不同的吸收能力。因此，我们希望人们对此予以重视。不仅仅是模型预测这些变化将会发生，我们现在可以看到这些变化正在发生，海洋正在改变。”

本文转自phys.org

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