由于气候变化,海洋风浪每年都在略微增强。(图片来源:Leo Roomets/Unsplash) 在气候科学——以及科学的总体领域——数据为王。拥有的数据越多,质量越高,效果越好。虽然诸如气温上升和海平面上升等趋势背后都有无可挑剔的数据支持,但并非所有衡量气候变化的指标都如此幸运。例如,就全球风浪气候而言,它衡量的是全球海洋风速和波浪高度的趋势。这两个因素都会影响大气与海洋之间的能量和碳的相互作用(风越大,水面越汹涌,这会阻碍空气到水的能量传输),当然,更高的浪峰可能会在风暴潮期间带来更多麻烦,并影响洪水水平。但历史上,获取这些现象的可靠长期数据以研究任何可能存在的趋势一直很困难。直到现在。今天发表在《科学》杂志上的一篇论文使用超过30年的卫星数据分析风速和波浪高度,并得出结论,平均而言,两者都在增加,尤其是在南半球,尤其是在风暴等极端条件下。他们还展示了一种研究这些事物的第一步的有用方法,这将对未来科学家有所帮助。
数据缺陷
为什么现在才收集和分析本应是相当直接的数据集?正如论文作者解释的那样,事情并非如此简单。海洋浮标,“最明显的数据源”,已被证明存在问题,因为多年来其构造和仪器设备的变化意味着它们产生的数据在长期来看并不真正一致。所以这相当于比较苹果和,如果不是橙子,至少是其他种类的苹果——不是理想的。因此,他们转向了卫星记录,该记录目前从1985年持续到2018年。这还不错,但同样的担忧也出现了:考虑到太空中有各种不同类型的硬件和软件,也许他们的数据也不足以支持此类研究?所以,作者决定深入研究一下。正如您现在可能已经猜到的那样,他们成功了。
上升
具体来说,他们研究了卫星上三种仪器的收集数据:测高仪,测量波浪高度和风速;辐射计,测量风速;以及散乱计,测量风速和风向。在交叉核对所有数字、与其他卫星进行交叉验证以及普遍确保他们没有被任何东西欺骗之后,作者们得出结论,过去30多年里,全球风速呈强烈的正趋势,波浪高度的增长较弱(但仍可察觉)。他们还注意到,在极端情况下,这种趋势要强得多,他们将极端情况定义为数据集的第90个百分位。但这并不是说任何实际变化特别高。南大洋和赤道以南地区的风速每年增加约一英寸/秒——大约是花园蜗牛速度的两倍,这些地区的趋势最强。在大西洋北部的变化大约是它的一半。(极端情况的分布相同,但速度更快,每年约两英寸/秒。)波浪高度的情况则不那么明确,但有些地区每年整体上涨约十分之一英寸,而在北太平洋有一个令人惊讶的区域,每年下降约半英寸。
聚焦气候
在这里或那里只有零点几英寸,这可能听起来不多,但这些结果确实显示了全球长期行为的清晰趋势。作者们写道,对全球风浪气候的任何改进理解都有帮助,因为“未来海洋风浪状况的估计,以及极端状况是否正在改变,是总海平面预测的重要组成部分。”该团队还表明,卫星是值得信赖的,因为不同种类的仪器,总共31颗轨道卫星,最终都显示出与其他仪器一致的数据。这意味着未来的研究可以依赖这个日益丰富的数据集,而无需担心将苹果与任何其他东西进行比较。所以,作者们不仅为全球气候记录增加了重要的具体数据,还为未来研究人员做了同样的事情提供了便利。














