卫星突显了海洋酸化30年的上升

随着大气中二氧化碳的增加，地球海洋正在吸收更多的碳，从而改变了海水的化学性质。卫星观测可用于测量指示海水变化的参数，例如温度，盐度和叶绿素含量。使用机器学习技术将卫星和原地表面观测结合起来，以生成表征海洋化学变化特征的全球月度地图。在过去30年中，海水pH值稳定下降表明了海洋酸化。信用：欧洲航天局

海洋在将热量带出气候变化中起着至关重要的作用，但要付出一定的代价。由ESA支持的一项新研究，以及使用不同卫星对海水各个方面的测量结果以及船舶测量结果，揭示了我们的海水在过去的三十年中如何变得更加酸性，这对海洋生物产生了不利影响。

海洋不仅吸收了人类活动(例如化石燃料的燃烧)产生的温室气体排放所造成的大气中约90%的额外热量，而且还吸收了我们泵入大气中的二氧化碳中的约30%。虽然这听起来不错，但这些过程使海水变得更加酸性。

海水pH值的降低或海洋酸化会导致碳酸钙离子的减少，而碳酸钙离子则使钙化生物(如贝类和珊瑚)需要建立并维持其硬壳，骨骼和其他碳酸钙结构。如果海水的pH值太低，贝壳和骨骼甚至会开始溶解。

尽管这对某些形式的海洋生物造成了严重后果，但对整个海洋生态系统整体可能会产生破坏性的连锁反应。例如，翼足类或海蝶正受到海洋酸化的影响，因为海水pH值的变化会溶解它们的壳。它们可能只是小蜗牛，但它们是从小磷虾到大鲸鱼等生物的重要食物。

对我们所有人来说，还有其他深远的影响，因为我们的海洋健康对调节气候也很重要，对水产养殖和粮食安全，旅游业等至关重要。

因此，能够监测海洋酸化的变化对于气候和环境政策制定以及理解对海洋生物的影响非常重要。

可以从船上进行海水pH值的测量，但是这些读数很少且难以用于监视变化。但是，海洋碳酸盐化学的变化往往与温度，盐度，叶绿素浓度和其他变量的变化密切相关，其中许多变量可以通过具有近乎全球覆盖的卫星来测量。

最近在《地球系统科学数据》上发表的一篇论文描述了在OceanSODA项目中工作的科学家如何利用船只和卫星的测量结果来说明过去三十年来海水变得越来越酸性。

该论文的合著者，苏黎世邦理工学院生物地球化学和污染物动力学研究所的卢克·格里戈尔(Luke Gregor)解释说：“我们使用原位和卫星测量方法来测量海表温度，盐度和叶绿素，以得出海表碱度和二氧化碳浓度，从中可以计算出pH和碳酸钙的饱和状态以及海洋酸化的其他性质。

“为了捕获这些变量的变化与海洋碳之间的复杂关系，我们使用了机器学习的力量。

珊瑚礁建立骨架以更有效地收集光。随着我们的海洋变得越来越酸性，这些骨骼变得越来越弱，使得当海浪掠过时，珊瑚礁更容易破裂。这只是海洋酸化对珊瑚礁的影响之一。信用：Pexels / F。恩加罗

“这为我们提供了从1985年到2018年全球首个基于全球观测的表面海洋碳酸盐系统的观点之一。结果表明，随着海洋继续吸收大气中的二氧化碳，其酸性逐渐强而逐步增加随着海洋酸化程度的增加，碳酸根离子浓度的可利用性也随之下降，这使生物体更难生长其壳和骨骼。”

该小组使用了一系列不同的卫星数据，包括来自哥白尼Sentinel-3卫星上携带的海陆温度辐射仪的海面温度数据，以及欧洲MetOp卫星和国家卫星上搭载的先进超高分辨率辐射计的海面温度数据。海洋和大气管理局的POES卫星。该数据集来自欧空局的气候变化倡议。

叶绿素方面的信息还得益于ESA的GlobColour项目提供的多传感器混合数据集，并包括了哥白尼Sentinel-3卫星上海洋和陆地颜色仪器的数据。

关于海洋盐度的信息是通过称为SODA3的气候再分析数据集实现的。

格雷戈尔博士指出：“拥有如此丰富的卫星数据，使我们能够真正了解过去30年间我们广阔的海洋正在发生的事情。此外，至关重要的是，我们必须继续使用卫星数据来监测海洋以进一步了解珊瑚礁和其他海洋生物对不断增加的海洋酸化威胁的复原力和敏感性。”

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