海洋的起源和发展更新

海洋的起源和发展更新第一页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张在大陆漂移、地幔对流、海底扩张等学说及古地磁学、地震学研究资料的基础上,英国剑桥大学的麦肯齐、R.L.帕克尔,美国普林斯顿大学的摩根、哈得逊河畔拉蒙特地质研究所的法国人勒比雄等人在1967～1968年间提出了板块构造理论。勒比雄在他的文章中將地球的岩石圈划分为欧亚、非洲、澳洲、南极洲、美洲、太平洋六大板块,详细讨论了它們的运动。摩根的论文还讨论了地幔物质在洋脊热点处涌出的情况。第二页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张板块构造理论认为地壳板块是地幔软流圈上的刚性块体,板块的边界处是构造运动最活跃的地方,在這里存在着3种边界应力:由於两个板块相对运动而产生的挤压力（如造山带的隆起、海沟处一个板块俯冲到另一个下面时）；两个板块背离运动时的引张力（如东非裂谷和海底全球大裂谷的形成）；两个板块相互滑过时的剪切力（如转换断层的形成）。总之,板块之间的相对运动被视为全球地壳构造运动的基本原因。這样一个全新的地壳运动理论的诞生,表明了人类对脚下的大地和海底的构造运动规律有了超越日常经验的理论认识。在某种意义上,這是人类地球观的一次革命,它可以同哥白尼革命相媲美。第三页，共九十五页，2022年，8月28日第四页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张板块运动学说的内容1、岩石组成的地球表层并不是整体一块，而是由板块拼合而成。地球表层分成六大板块；2、各大板块都处于不断运动中；3、板块内部比较稳定，板块与板块交界地带地壳比较活跃，多火山、地震。第五页，共九十五页，2022年，8月28日4、世界上火山、地震，也集中分布在板块交界的地带。2011年3月11日下午发生的地震是1900年以来全球第五强震，也是日本自1923年官方测定地震震级以来，震级最高的一次地震。依据美国国家航空航天局收集的资料，这次强震使日本本州岛向东移动大约2.4米，使地球自转加快1.6微秒。地震还在海底造成一条长300公里、宽150公里的裂缝。由于这次地震缘于板块间垂直运动而非水平运动，因此触发海啸，对日本一些海岸造成严重破坏，给整个太平洋沿岸带来威胁。这次地震释放的能量“将近美国全国一个月的能量消耗”。第六页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张5、全球岩石圈划分成六大板块，即太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块、除太平洋板块几乎完全是海洋外，其余五大板块既包括大块陆地，又包括大片海洋。6、证据(1)地中海在不断缩小亚欧板块与非洲板块继续碰撞。(2)喜马拉雅山在不断增高亚欧板块与印度洋板块继续碰撞。2011年3月11日本发生的9级大地震威力强大，致使日本东部向北美洲方向移动了12英尺（约合3．6米）。

第七页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张海底扩张学说是关于海底地壳生长和运动扩张的学说。认为地幔物质从海岭上升向两侧缓慢流动，产生新的海底地壳并促使较老的地壳向两侧扩张，最后遇海沟俯冲到地幔里。是板块构造学说的基础之一。很早以前的人们以为海洋就像个脸盆，两侧浅而中间深，里面装满了海水；随着探测仪器的进展，对海洋的深度能够进行系统性的测量后，才绘出较精确的海底地形图。第八页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张第九页，共九十五页，2022年，8月28日第十页，共九十五页，2022年，8月28日第十一页，共九十五页，2022年，8月28日第十二页，共九十五页，2022年，8月28日第十三页，共九十五页，2022年，8月28日第十四页，共九十五页，2022年，8月28日第十五页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张海底地形中最令人瞩目的发现就是在大洋中有一道绵延的巨大山脉－－大洋中脊。大洋中脊的顶部有一道裂谷，是被张力拉裂而成，会溢出高热岩浆。而大西洋大洋中脊的形状恰与美洲东岸及欧非洲西岸海岸线的形状平行，再佐以其它从海底岩石所得到的证据，海底扩张学说于是成形。第十六页，共九十五页，2022年，8月28日全球大洋中脊示意图第十七页，共九十五页，2022年，8月28日第一节板块构造与海底扩张海底扩张学说主张地幔内的岩浆因对流作用，沿大洋中脊的裂谷上升到海底，在大洋中脊顶部形成新的海洋地壳，而原来在此处的大陆地壳或海洋地壳便随着热对流往两旁远离，于是海洋不断扩大。而往两方远离的老海洋地壳，终会因为地幔对流作用，而下沉回到地幔中，在此处则形成了海沟。海底扩张学说并非推翻了先前的大陆漂移学说，反而以新的观点解释了刚硬的陆块如何会移动的机制。第十八页，共九十五页，2022年，8月28日第十九页，共九十五页，2022年，8月28日第二十页，共九十五页，2022年，8月28日第二十一页，共九十五页，2022年，8月28日第二十二页，共九十五页，2022年，8月28日第二十三页，共九十五页，2022年，8月28日第二十四页，共九十五页，2022年，8月28日上部地幔上部地幔上部地幔第二十五页，共九十五页，2022年，8月28日第二十六页，共九十五页，2022年，8月28日第二十七页，共九十五页，2022年，8月28日第二十八页，共九十五页，2022年，8月28日大洋演化的威尔逊旋回（oceanevolvementwilsoncycle）大洋由产生、发展到消亡的全过程称为一个威尔逊旋回(wilsoncycle)。威尔逊旋回实质上也是一个地槽旋回，又是一个相邻板块之间开合的板块构造旋回。大洋因相邻板块之间的拉开而形成和发展，又因相互靠近而萎缩和消亡。第二十九页，共九十五页，2022年，8月28日

1970年代，威尔逊发现，大洋盆地裂开到闭合完成一个旋回，大体经历孕育期、幼年期、青年期、老年期、残余期和遗痕期六个阶段，分别以东非裂谷、红海和亚丁海、大西洋、太平洋、地中海、喜马拉雅的印度河为实例（表34）。根据威尔逊旋回理论，古板块演化可分为裂谷阶段、大洋扩张阶段、大洋俯冲阶段、碰撞造山阶段、后造山拉张阶段，陆壳阶段。第三十页，共九十五页，2022年，8月28日第三十一页，共九十五页，2022年，8月28日第三十二页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化第三十三页，共九十五页，2022年，8月28日气候系统的物理方面水循环国际地圈—生物圈计划(IGBP)世界气候研究计划(WCRP)地球系统的生物方面碳循环(生物地球化学循环)陆地海洋大气全球变化地球系统地球系统过程国际大会

2001.6.爱丁堡第三十四页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化“全球变化”是概述地球环境中与自然的和人类引起的变化有关的一系列全球问题和相互作用的一个术语。美国1990年制定的《全球变化研究议案》中将“全球变化”变义为“全球环境(包括气候、土地生产力、海洋和其它水资源、大气化学、生态系统)中的会改变地球承载生命的能力的变化”。第三十五页，共九十五页，2022年，8月28日全球变化：包括温室效应，臭氧层破坏，森林锐减，物种灭绝，土地退化，淡水资源缺乏和污染等一系列重大全全环境变化，它困扰着人类社会，威胁全球的可居住性。第三十六页，共九十五页，2022年，8月28日温室效应：工业废气，汽车尾气和木柴燃烧放出的气体，能吸收太阳光中的长波光，贮存能量，减少阳光的反射，使地球表面的温度升高，引起温室效应的气体主要有二氧化碳，二氧化氮，甲烷，氯氟烃等。预计到21世纪中叶地球表面平均温度将升高1.5-4.5摄氏度，海平面上升20-165厘米，5000万人口将无家可归，成为环境难民。第三十七页，共九十五页，2022年，8月28日臭氧层破坏：臭氧层能吸收太阳光中的紫外线，人类活动中释放的氟氯烃日益增加，氟氯烃经紫外线照射能放出氯原子，一个氯原子能破坏10万个臭氧分子，导至臭氧层减薄，气象卫星探测到位于南极点附近出现臭氧层空洞，1985年已相当于美国国土面积的大小，而且还在扩大。臭氧层减变薄，导致皮肤癌和白内障发病机率大大增加，农作物减少。第三十八页，共九十五页，2022年，8月28日森林锐减和物种灭绝：由于人们对森林的贪婪砍伐，全球森林每年以20000000公倾的面积递减，数以万计的动植物失去了他们的家园。过去2亿年中，每27年有一种植物从地球上消失，每一世纪有9种动物灭绝，但随着人类活动的加剧，物种灭绝的速度是自然界的1000倍，许多动植物在人类的帮助下，提前终结了他们的进化历程。第三十九页，共九十五页，2022年，8月28日土地退化：由于森林砍伐，全球每年约有600亿吨表土被冲刷而流入海洋，中国尤其严重，仅黄河每年就有6亿吨泥沙流入，黄河下游4000多公里的海床每年抬高约10厘米，成为名符其实的地上悬河。我国沙莫和沙化面积达153.3平方公里，占国土面积的16%，超过我国现有耕地面积，且每年以5-7%的速度扩增。第四十页，共九十五页，2022年，8月28日赤潮：海洋遭受污染，过量的有机物质和营养流入海中，使浮游生物裸甲藻类等种群在水里暴发性繁殖生长，呈粉红色或红褐色，染红了海水，因此称为赤潮。由于浮游藻类恶性繁殖，其呼吸作用消耗了有限的溶解氧，同时分泌出有害的毒素，致使水中的鱼虾贝类等大面积死亡，人食用这种海产品也会中毒。第四十一页，共九十五页，2022年，8月28日全球变暖已经带来了令人类必须重视的后果第四十二页，共九十五页，2022年，8月28日沙尘暴袭击北京第四十三页，共九十五页，2022年，8月28日第四十四页，共九十五页，2022年，8月28日第四十五页，共九十五页，2022年，8月28日第四十六页，共九十五页，2022年，8月28日第四十七页，共九十五页，2022年，8月28日第四十八页，共九十五页，2022年，8月28日第四十九页，共九十五页，2022年，8月28日第五十页，共九十五页，2022年，8月28日第五十一页，共九十五页，2022年，8月28日第五十二页，共九十五页，2022年，8月28日第五十三页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化全球变化研究是从1980年代初开始提出、规划，并从1980年代中后期陆续开始实施的，从其开始规划并逐步实施至今，已有20余年的时间了。现有70多个国家和地区成立了全球变化研究国家委员会，协调和组织各自国家的全球变化研究工作。从其科学研究的组织管理、研究计划的设计与制定、研究工作各个环节的衔接与配合，到全球变化研究的能力建设；从国际科学界的广泛发动到众多国家的积极参与，全球变化研究已经成为迄今国际科学界和政治界最为关注、参与的科研人员最多、涉及的学科领域最广、国际合作最为密切、跨学科综合研究的要求最高、影响最为广泛的跨世纪重大研究主题。国际范围内的全球变化研究方兴未艾。第五十四页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化全球变化研究涉及地球科系统的各个方面，也可以说是地球系统研究。国际科学界现已组织了四个大型全球变化研究计划，分别研究物理气候系统、调节地球系统的物理-化学-生物相互作用过程、环境变化的人类因素(人类社会与环境的相互作用)、以及养育人类社会的生物多样性等四个方面：①世界气候研究计划（WCRP）；②国际地圈生物圈计划（IGBP）；③全球环境变化的人类因素计划（IHDP）；④生物多样性（DIVERSITAS）。这些大型研究计划相对独立、又相互补充，构成了国际全球变化研究的计划体系。第五十五页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化WCRP是WMO和ICSU从1979年开始制定的世界气候计划（WCP）的最主要部分，后来UNESCO下属的政府间海洋学委员会(IOC)也参与了计划的组织实施工作。其目标是深化对气候、气候变迁以及引起气候变化的机制的认识，探索气候的可预报性及人类对气候的影响程度。其重点是研究全球大气、海洋、大陆冰盖、陆面等组成地球的物理气候系统的主要组成部分。WCRP现包括热带海洋和全球大气（TOGA）计划、世界大洋环流试验（WOCE）、全球能量与水循环试验（GEWEX）、平流层过程及其在气候中的作用（SPARC）、北极气候系统研究（ACSYS）和气候变率及其可预报性（CLIVAR）等核心计划(图2)。这些核心计划从1980年代中期陆续开始实施。第五十六页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化IGBP现包括国际全球大气化学（IGAC）、全球大洋通量联合研究（JGOFS）、海岸带陆地海洋相互作用（LOICZ）、水循环的生物圈方面（BAHC）、全球变化与陆地生态系统（GCTE）、过去的全球变化（PAGEs）、土地利用与土地覆盖变化（LUCC）和全球海洋生态系统动力学（GLOBEC）计划等一系列专门研究地球系统的重要子系统的核心计划，以及全球分析、解释与建模（GAIM）、数据与信息系统（IGBPDIS）、全球变化的分析、研究和培训系统（START）等三项框架性的计划)。第五十七页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化为认识、监测和预测全球变化，全球变化的所有研究计划都需要现代全球观测系统的支持。为了协调有关国家实施的全球变化观测活动，目前国际上正在发展三个相互联系的全球观测系统以观测气候、海洋和陆地，这三个系统即全球气候观测系统（GCOS）、全球海洋观测系（GOOS）和全球陆地观测系统（GTOS）。第五十八页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化现有的全球性的观测系统有:世界天气监视网（ＷＷＷ）、全球大气监视网（ＧＡＷ）、全球环境监测系统（ＧＥＭＳ）、全球联合海洋服务系统(IGOSS)和全球海平面观测系统(GLOSS)等。第五十九页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化我国国家自然科学基金委员会在海洋科学学科发展战略调研报告中，将“积极参与世界重大海洋科学研究，特别是与全球变化有关的海洋科学研究”确定为中近期主攻方向及重点之一，提出“根据我国的国力、基础和需要，要有重点地参加一部分全球海洋科学的国际合作项目，特别是WOCE（世界大洋环流试验）、JGOFS（全球海洋通量联合研究）、TOGA－COARE（热带海洋和全球大气—耦合海洋大气响应实验）、GLOBEC（全球海洋生态系统动力学）、LOICZ（海岸带陆海相互作用）”；在“九五”优先资助领域中，又将“全球变化”有关内容列入，准备从中选择支持一批重大和重点项目。就是说，全球变化研究的战略地位已通过文字形式确定下来。第六十页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化实际上，从1980年代以来，中国海洋科学家和有关部门，就一直积极参与有关全球变化研究中的海洋科学重大研究计划，如TOGA、TOGA-COARE、WOCE、JGOFS、GLOBEC、LOICZ和PAGES（过去的全球变化）以及IMGES（海洋全球变化合作计划）。国家自然科学基金委员会成立以来，也一直鼓励和支持有关全球变化方面的研究项目。据不完全统计，在1986~1995年10年中，海洋科学学科共资助各类项目390项，其中与全球变化有关的项目就有116项，占总资助项数的30.0％。第六十一页，共九十五页，2022年，8月28日第六十二页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化以上所述表明，无论是世界范围还是我国，全球变化研究都受到了应有的重视。而海洋在全球变化及全球变化研究中的地位也可窥一斑。为什么海洋在全球变化研究中的地位如此重要呢？第六十三页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化海洋在全球变化及全球变化研究中的地位决定了海洋与全球变化研究的一个重要特点就是国际间的合作。也就是海洋科学国际合作internationalcooperationinmarinescience－－两国或多国基于一定的目的，联合制订并执行各种海洋科学调查研究方案的行动。其中不少项目是由国际海洋科学组织制定和实施的。第六十四页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化海洋科学国际合作初期的典型例子是1958年的“大西洋极锋”调查计划。由国际海洋考察理事会(ICES)组织8个国家共22艘研究船执行,通过3000多个站点测得的海水温盐垂直剖面，找到了影响欧洲天气以及渔业的重要水文因素，揭示了湾流中大弯曲和冷、暖涡的复杂结构。第六十五页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化其后规模不同的国际合作计划有近百项，或就某一地理区域合作，如1969年由法国、意大利、英国和美国合作的“地中海西部调查(MEDOC)”;或就某一海洋专题合作,如1968年由加拿大、丹麦、法国、联邦德国、荷兰、英国和美国合作的"北海波浪分析联合方案(JONSWAP)”；也有一些是全球海洋综合考察合作计划。第六十六页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化1960年政府间海洋学委员会的成立，进一步促进了海洋科学的国际合作。1960年代以来实施的大型合作计划主要有：国际印度洋考察(IIOE)这是一项多国家、多船只、多学科的大规模协调研究印度洋的计划。国际热带大西洋合作调查(ICITA)这是政府间海洋学委员会发起、组织并贯彻执行的第一个合作计划,1963年开始执行。调查范围为东起非洲西海岸，西至南美洲东海岸，南起南纬18°，北至北纬18°之间的热带大西洋洋区。调查内容包括该区的海洋物理、化学、生物、气象、地质和地球物理多方面观测。第六十七页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化黑潮及邻近水域合作研究(CSK)

1964年由政府间海洋学委员会第三届大会正式通过。第一期现场调查始于1965年7月，参加国家或地区共10个，动用了40艘研究船，其中日本提供了27艘。加勒比海及邻近水域合作调查(CICAR)

1966年由荷兰政府提出，1967年政府间海洋学委员会第五届大会正式通过，1970年开始现场作业，到1976年结束。有14个国家参加。地中海合作调查(CIM)

1967年由苏联提出计划,政府间海洋学委员会第五届大会决议正式通过，1969年开始执行。等等。第六十八页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化国际海洋全球变化研究(IMAGES旨在重建近百万年来冰期/间冰期历史的多种研究和模式揭示,有必要增加替代数据的时间分辨率,以认识影响气候系统不同因素之间的相互关系。例如,了解大洋温盐环流演变或大陆冰席的范围至少需要一个世纪时间尺度的分辨率,这样的分辨率有可能在高沉积速率(>10~20cm/ka)的地区得到。然而,需要长沉积物剖面(几十至几百米)才能覆盖基本气候变化的关键时期(从米兰柯维奇和冰席间冰亚期到传送带的时间尺度)。第六十九页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化对取自大洋沉积物的古气候代替物的分析方法近几年已经进行了相当大的改进能够产生出关于大洋盆地主要气候和水文参数的准连续数据系列。用一个到几个世纪的时间分辨率能够产生出几十至几百万年的替代数据,这些记录对古气候的精确解释只能靠结合沉积性质的数据来完成。这些研究的巨大经济需求以及知识有效交换需求需要进行周密的多学科国际科学合作与协调研究项目。第七十页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化IMAGES(国际海洋全球变化研究)的科学目标主要是“科学和实施计划”。IMGES由PAGES-IGBP和SCOR创立,以促进海洋全球变化研究的国际合作,其主要目的是(1)在大洋和冰冻圈过程时间尺度上定量确定大洋气候和化学变化率。(2)确定大洋对内、外力参数的灵敏度。(3)确定大洋在控制大气CO2中的作用。IMAGES的所有研究活动是由各IGBP和SCOR成员国的科学家完成的。第七十一页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化海洋在全球物理气候变化中的作用

近20年来，海洋——鉴于其在全球气候系统中的重要作用和先进技术（电子、微波、声光技术、卫星等）的应用——在气候研究中受到了极大的重视。第七十二页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化在1980年建立的世界气候研究计划（WCRP-WorldClimateResearchProgramme）中，多数核心子计划都与海洋密切相关，如“热带海洋与全球大气”（TOGA-TropicalOceanandGlobalAtmosphere：1985-1994），“世界大洋环流实验”（WOCE-WorldOceanCirculationExperiment；1990-2002），北冰洋气候系统研究（ACSYS-ArcticClimateSystemStudy：1993→CLIC-ClimateandCryosphere）和“气候变异与预测”（CLIVAR-ClimateVariabilityandPredictability：1995-2010）等都将海洋作为非常重要的内容列入研究，特别是在已经结束的TOGA和WOCE计划中海洋（环流）占据极为重要的位置。第七十三页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化重要进展与成就

通过TOGA和WOCE计划的实施，取得的重要进展和成就有：（1）实现了全球海洋的高精度调查，获得了前所未有的大量高质量的资料；取得的有关大洋海流、水文和海气相互作用的资料，相当于历史上所有资料总和的数倍以上，为真正了解大洋环流和提出描述大洋环流数值模式奠定了基础，其中，中国做出了突出的贡献。第七十四页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化（2）为建立全球海洋观测系统奠定了基础。利用卫星、浮标、水下探测仪等先进观测技术，在太平洋初步建立起了包括水位、浮标（锚定和漂流）、投弃式温深计（XBT）、海表面水温（SST）、海表面高度等在内的海洋观测系统，并正在推广到大西洋和印度洋；在全球海洋中布设了更多的长时间序列的连续观测站，检测海洋的长期变化过程；全球大洋ARGO漂流浮标计划已经开始实施，这些漂流浮标相当于大气中的探空站一样，可以探测海洋2000米以浅海水的温、盐度随深度的变化；计划2006年全球投放3000个ARGO浮标，2005年2月为止已投放1670多个。中国加入了这项计划，并于2002年在印度洋投放了第一枚浮标，目前，已投放29枚。第七十五页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化（3）在大洋发现了一些重要流动，包括新几内亚沿岸潜流（NGCUC-NewGuineaCoastalUndercurrent）、棉兰老潜流（MUC-MindanaoUndercurrent）和南北半球和各大洋之间海水的交换等，补充和丰富了已有的海洋环流理论。其中，棉兰老潜流（MUC）是中国人发现的。第七十六页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化（4）对热带海洋与全球大气耦合系统的理解取得了前所未有的进步，特别是对与年际气候变化有关的厄尔尼诺（ElNino）现象之产生与发展的认识和预测取得了长足的进展；中国在厄尔尼诺的产生与西太平洋暖池和东亚冬季风的关系等方面也有理论提出。第七十七页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化（5）随着计算机的快速发展，描述海洋环流的高分辨率数值模式得到了飞速的发展；先进观测技术的出现，实时或准实时的资料数据越来越多，使得模式与数据资料的同化成为可能，这是又一重要进展。第七十八页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化

2、未来发展趋势

在TOGA和WOCE基础上建立起来的CLIVAR计划代表着今后全球气候研究的主要方向，它将在三个方面开展研究。（1）季节-年际时间尺度的研究。把全球海洋-大气-陆地看作一个系统（GOALS）进行研究，其研究对象主要是季风和厄尔尼诺，因为关于这两种与人们生存息息相关的现象的机理和预报还有许多问题需要解决。第七十九页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化（2）年代际—世纪（DecCen-DecadaltoCentennial）时间尺度的研究。这个时间尺度的气候变化，主要决定于全球大洋环流的变化。其中心则是全球海洋热盐环流传输带（GlobalOceanThermohalineCirculationConveyorBelt），它把各大洋联系在一起，其变化与长期气候变化密切相关，是CLIVAR研究的重中之重。第八十页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化（3）人类活动对气候变化的影响（ACC-AnthropogenicClimateChange）。即古气候研究，与国际地圈生物圈计划（IGBP-InternationalGeosphere-BiosphereProgramme）的过去全球变化（PAGES-PostGlobalChange）计划联合开展研究。第八十一页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化西太平洋暖池不仅是驱动大气Walker环流的大热源，它的变化直接与ENSO的演化密切相关，而且它也是全球海洋热盐环流传输带（THC）的热源（冷源在北大西洋）。它通过印度尼西亚贯通流（ThroughFlow）将热量传输到印度洋，进而到北大西洋。研究表明，暖池的变化对太平洋副热带高压以至我国的气候（降水等）也产生很大影响。第八十二页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化因此，中国应该抓住暖池（包括西太平洋和东印度洋）及其相关的大洋环流，并与青藏高原相结合，在这个大三角区开展多时间尺度（季度－年际－年代际－世纪际及更长时间）的多学科交叉研究，不仅可以在ENSO和全球热盐环流传输带研究方面做出国际上有分量的研究结果，而且对季风，进而对我国气候预报将有巨大的推进作用。第八十三页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化海洋在全球碳循环中的作用工业革命以来，随着人类对化石燃料消耗的增加和人类社会、经济的发展，大气中温室气体（主要是二氧化碳）不断增加所导致的全球变暖对人类生存环境和社会发展已构成威胁。1992年签署的《合国气候变化框架公约》和1997年通过的《京都议定书》是国际社会面对这一严峻问题做出的重大反应。第八十四页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化现阶段，人类活动每年向大气排放二氧化碳大约60亿吨碳。10多年前，当IGBP的核心计划《全球海洋通量联合研究》（JGOFS-JointGlobalOceanFluxStudy：1990-2002）启动时，人们认为这60亿吨碳中，有大约一半近30亿吨碳留存在大气中（根据实测得出），另外大约30亿吨碳则全被海洋吸收，陆地生态系统则被认为出于平衡状态（植物的光合作用与呼吸基本平衡）。通过10多年JGOFS的研究，人们发现，全球大洋只能吸收不到20亿吨碳，从而提出了另外10多亿吨碳哪里去了的问题，即全球碳循环丢失项（missingtermormissing

sink）问题。因此，一部分人就回到陆地生态系统去找，另一部分人则到陆架边缘海去找（因为陆架海，尽管面积小，只占全球海洋的8%，但其生物生产力很高，占全球海洋的25%，可以固定大量的大气二氧化碳）。第八十五页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化从长期平均看，陆地生态系统对碳的吸收与排放应该是基本平衡的。但就植被特别是森林等的生长阶段而言，在其年幼生长期可能吸收大于排放，而显现碳汇的作用；在其衰老期可能排放大于吸收，呈碳源的作用。目前研究结果指出：全球而言，陆地生态系统是一个弱汇，每年可从大气净吸收4-7亿吨碳。而且有人认为这种汇的作用在今后若干年还会不断增加到每年几十亿吨碳。这就是美国政府提出不承担《京都议定书》义务的所谓科学依据之一。第八十六页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化全球陆架边缘海到底是大气二氧化碳的源（因为全球河流向陆架边缘海输入的碳每年大约有8-12亿吨，而且这些碳进入海洋之后，相当一部分会以二氧化碳的形式排放到大气中去）还是汇（因为它的生物生产力-固碳能力很强）尚不得而知，因为国际JGOFS在过去10多年中主要在进行大洋碳通量研究，而没有将注意力放在陆架边缘海。中国在10多年前首先在东海开始进行碳通量研究，得出的结论是：东海是大气二氧化碳的汇，但不强，每年只能从大气吸收约430万吨碳。但这不等于说其它陆架边缘海都是汇，都是弱汇。这需要大量的调查和研究。第八十七页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化第八十八页，共九十五页，2022年，8月28日第二节海洋与全球变化现在，全球碳循环已成为ESSP（IGBP，WCRP，IHDPandDIVERSITAS）今后10年四大研究主题（碳、食物、水和健康）之首。2001年全球变化第一次公开科学大会上，IGBP，WCRP和IHDP联合启动了一项新的研究《全球碳循环联合研究计划》现在叫《全球碳计划》，其中包括大气、陆地、大洋/陆架边缘海几个区域。JGOFS结束后，对海洋碳循环而言，把陆架边缘海单独列出来和大洋分开。第八十九页，共九十五页，2022年，8月28日实际上，2001年在挪威召开的JGOFS公开科学大会上，陆架边缘海碳循