海洋熱含量

產生的大部分多餘熱量，海洋熱含量有所增加。]]

海洋熱含量（，縮寫：OHC）是指海洋吸收和儲存的熱能。為了計算海洋熱含量，需要測量各地海洋不同位置和深度的溫度，並積分整個海洋的熱量面密度，即可得出海洋總熱量。1971年至2018年間，海洋熱含量的增加佔全球暖化導致的地球過剩熱能的九成以上。2022年世界海洋熱含量超過了2021年的記錄，再度成為歷史記錄中最熱的水平。在2019至2022年間，北太平洋、北大西洋、地中海和南冰洋這四個地區打破了六十多年來的最高熱量觀測結果。海洋熱含量和海平面上升是氣候變化的重要指標。

海水容易吸收太陽能，並且熱容量遠大於大氣氣體。早在1960年以前，研究船和研究站便已開始在世界各地對海面溫度和更深處的溫度進行了採樣。此外，自2000年以來，由近4000個機器人組成的Argo計畫拓展了測量能力，更能呈現了溫度異常的情況和海洋熱含量的變化。已知至少自1990年以來，海洋熱含量就不斷穩定增長，甚至加速增長。

計算
定義
。 圖片橫軸表示溫度；縱軸表示水溫。]]
海洋熱含量是「海洋儲存的熱量總量」，因此需要先測量許多不同位置和深度的海洋溫度才能計出海洋熱含量。

對整個海洋的海洋熱量密度進行積分，即可得出海洋總熱量。

兩個深度之間積分如下：波浪作用和其他表面湍流有助於讓上層性質更為均勻一致。

表面溫度會隨著緯度增加而遞減；而世界上大多數地區的深海溫度相對較低且均勻。大約50％的海洋體積位於超過3000米的深度，其中太平洋是五個海洋區分中最大且最深的。溫躍層是上層和深層之間的過渡區，涉及溫度、養分流動、生物豐富度等多個層面。在熱帶地區，它是半永久性的；在溫帶地區，它是會隨著季節變動；而在極地地區，它很淺，甚至不存在。

測量
海洋熱含量的測量相當困難，尤其是在Argo剖面浮標部署之前。由於空間覆蓋不足和數據質量不佳，有時很難區分長期全球暖化趨勢和氣候變異的影響。這些複雜因素的示例包括由於聖嬰現象和重大火山爆發引起的海洋熱含量變化。 該計劃最初的3000個單元在2020年擴展到近4000個單元。在每個10天的測量週期開始時，浮標會下降到1000米的深度，漂流九天。然後，它會下降到2000米的深度，並在最後一天上升到表面時測量溫度、鹽度（電導率）和深度（壓力）。在表面，浮標通過衛星中繼傳輸深度剖面和水平位置數據，然後重複週期。

從1992年開始，TOPEX/Poseidon和隨後的Jason衛星系列觀測到了垂直積分的海洋熱含量，這是海平面上升的主要組成部分之一。 Argo和Jason測量之間的合作讓海洋熱含量和其他全球海洋特性的測量更為精準。]]
，進行了一個實驗來展示熱容量：使用了一個水氣球，並描述了水的儲存熱量能力如何影響地球的氣候。]]
地球的熱帶表面水體吸收大量的太陽輻射熱，並推動了海洋熱的傳播鏈，一路到達極地。海洋表面還會與下層對流層進行能量交換，因此對地球能量收支中的雲層反照率、溫室氣體和其他因素也有交互作用。

海洋是地球最大的熱庫，同時兼具能量的儲存與釋放的作用，可以調節行星的氣候。 海洋熱含量主要透過蒸發向大氣的釋放，這也促使了行星的水循環。 海洋表面溫度較高時，集中的釋放可生成熱帶氣旋、大氣河流、大氣熱浪以及其他極端天氣事件，這些事件可以深入內陸地區。

海洋還作為碳的儲存和釋放地，其在地球碳循環中的作用與陸地地區相當。 根據亨利定律的溫度依賴性，升溫的表面水體較難吸收大氣中的氣體，包括來自人類活動的二氧化碳和其他溫室氣體。

近期觀察與變化
近年來的眾多獨立研究發現上層海洋區域的海洋熱含量十年的上升趨勢，並且已經開始向更深的地區擴散。

研究表明，自1971年以來，上層海洋（0-700米）已經升溫，同時中等深度（700-2000米）可能也發生了升溫，而深海（2000米以下）的溫度可能也有所增加。 非常肯定，人為二氧化碳排放導致的海洋熱含量增加在人類時間尺度上基本上是不可逆轉的。 這導致洋流的變化，這也與聖嬰現象和反聖嬰現象有關。根據隨機自然變異的波動，反聖嬰年份將有大約30%的熱從上層海洋層運輸到更深的海洋中。此外，研究表明，觀察到的海洋升溫約有三分之一發生在700至2000米的海洋層。

模型研究顯示，在反聖嬰年份，洋流在風循環變化後將更多的熱量輸送到更深的層次中。 海洋熱量吸收增加的年份通常與太平洋十年濤動的負相位有關。 這對於氣候科學家來說十分有趣，他們使用這些數據來估算海洋的熱量吸收情況。

北大西洋大部分地區的上層海洋熱量以熱傳輸匯聚（洋流交彙的位置）為主。 此外，2022 年關於人為海洋暖化的一項研究表明，1850年至2018年間北大西洋沿 25°N 的變暖有62% 存在於700m以下的水中。大部分海洋多餘的熱量都被儲存在那裡。

自1970年代以來，海洋2000公尺內平均升溫，但海洋升溫的速率因地而異，亞極北大西洋升溫速度較慢；而南冰洋由於人為排放的溫室氣體，吸收了不成比例的大量熱量。 也導致了海洋生物的遷徙，並使海洋熱浪更加頻繁。 大氣環流和海洋洋流將行星內部能量重新分布，產生內部氣候變異，通常以不規則振盪的形式呈現， 並有助於維持溫鹽環流。

自1900年至2020年，海洋熱含量的增加導致的熱膨脹占全球海平面上升的30-40％。 海洋熱含量還加速了海冰、冰山和潮水冰河的融化。冰的損失降低了極地的反照率，放大了區域和全球的能量不平衡。 北極海冰的融退也因此迅速而廣泛。同樣在北極地區的峽灣，如格陵蘭和加拿大的峽灣中也出現了冰融退。對於南極海冰和廣闊的南極冰棚，其影響因地區而異。由於海水的升溫，影響正逐漸增加。 2020年，特威茨冰棚及其西南極鄰居的瓦解對於海平面上升貢獻了約10%。

2015年的一項研究得出結論，太平洋海域的海洋熱含量增加被突然轉移到了印度洋。

深海的升溫還有可能進一步融化並釋放出在那裡自然積累的大量甲烷冰的一部分。

參見

• 海洋酸化

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注釋
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外部連結

• [https://www.ncei.noaa.gov/access/global-ocean-heat-content/ NOAA Global Ocean Heat and Salt Content]