[중국] 생각보다 빠른 전세계 상층 해양 온난화 속도
 중국과학원 대기물리연구소는 전세계 0~700m 상층 해양 온난화(1970-2014년도) 속도가 0.55 ± 0.14 × 1022 Jyr-1 (168TW)이라는 최신 예측결과를 얻었는데, 이는 기존의 예측(예를 들면, 국제정부간 기후변화 특별 위원회 제5차 평가보고 IPCC-AR5)에 비해 더욱 빠르다.
해양 열함량 변화는 전세계 온난화의 중요한 관측 사실이며, 이는 해수면 상승(공헌율 30%~50%)에 직접적으로 영향을 미치며 지구 시스템 에너지 순환의 주요 고리 중 하나(전세계 온난화 에너지 90%가 해양에 저장되어 있다)여서 이것에 대해 정확하게 예측하는 것은 기후 변화를 연구하는 중요한 과학적 문제(과제)이다. 하지만 현재 열함량에 대한 예측에는 여전히 비교적 큰 불확실성이 존재한다. 예를 들면 IPCC-AR5가 열거한 5개 독립적인 열함량 예측에서 가장 낮은 것은 74TW이고 제일 높은 것은 137TW로 차이가 약 100%이다. 이것은 열함량을 예측하는데 있어서 각종 오차가 존재하기 때문이다.
대기물리연구소 Li-jing Cheng 연구원과 Jiang Zhu 연구원은 일련의 업무를 진행하여 열함량 예측의 주요한 불확실성과 오차의 발생원인을 연구하였다.
(1) 해양의 주요한 온도 관측 데이터: XBT 데이터의 시스템 오차(Cheng et al. 2014).
(2) 역사 해양 수면 밑 온도 프로파일러 수직 해상도 부족(Cheng and Zhu, 2014a).
(3) 기후 평균 상태 선택(Cheng and Zhu, 2015).
(4) 관측이 없는 지역의 열함량 수치를 어떻게 더욱 효과적으로 “추측”하는가(Cheng and Zhu, 2014b).
위에서 서술한 4가지 불확실성과 오차 내원(source)에 대한 일련의 계량화 예측을 한 후 Li-jing Cheng, Jiang Zhu와 미국 과학자 John Abraham은 새로운 역사 상층 해양 열함량 예측을 제기하여 대기물리연구소 역사적인 열함량으로서 평가를 진행하였다. 새로운 예측은 상층 700m 해양 온난화 속도는 기존에 생각했던 것 보다 빠르며(Figure 1(a), IPCC-AR5 예측보다 19% 빠르다) 공업혁명 후 온실기체 배출이 초래한 지구 시스템 총 에너지 증가를 반영하였다. 이외 열함량의 연간 스케일의 변화율은 주로 엘니뇨와 남방진동(ENSO) 변화율의 영향을 받는다.
마지막으로 기후 시스템 모드의 결과에 대한 분석에 의하면, CMIP5 모드가 상층 열함량의 장기적인 추세에 대한 시뮬레이션은 비교적 좋지만 연간과 10년 주기에 대한 시뮬레이션이 부족하다고 밝혔다.
논문정보：
1. Cheng L. Jiang Zhu, and John Abraham, 2015: Global upper ocean heat content estimation: recent progress and the remaining challenges. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 8. DOI:10.3878/AOSL20150031.
2. Cheng, L. and J. Zhu, 2015: Influences of the choice of climatology on ocean heat content estimation, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 32(2), 388-394.
3. Cheng, L., J. Zhu, R. Cowley, T. P. Boyer and S. Wijffels, 2014: Time, probe type and temperature variable bias corrections on historical expendable bathythermograph observations. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 31(8), 1793-1825.
4. Cheng, L. and J. Zhu, 2014a: Uncertainties of the ocean heat content estimation induced by insufficient vertical resolution of historical ocean subsurface observations, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 31(6), 1383-1396.
5. Cheng, L. and J. Zhu, 2014b: Artifacts in variations of ocean heat content induced by the observation system changes, Geophysical Research Letters, 41(20), 7276-7283.
그림설명：(a) 해양 상층부 0~700m 열함량 예측(붉은색)과 40개 CMIP5 기후 시스템 모드 출력(회색선，검은색은 집합평균). (b) 열함량 변화 경년변동, 남색은 본문에서 얻은 관측결과이고 붉은색은 CMIP5모드 집합 평균이며 남색음영은 Nino3.4지수.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 6월 29일]
[원문보기]
大气所等估算出更快的全球上层海洋变暖速率
中国科学院大气物理研究所最新的估计揭示，全球上层0-700m海洋变暖（1970-2014）速率为：0.55 ± 0.14 × 1022 J yr−1 (168TW) 。比目前国际上已有的估计（如国际政府间气候变化专门委员会第五次评估报告IPCC-AR5）更快。
海洋热含量变化是全球变暖的一个重要观测事实，其直接贡献于海平面上升（贡献约为30%~50%），是地球系统能量循环最主要一环（90%的全球变暖能量存储在海洋中），因而对其进行准确估计是气候变化研究的一个重要科学问题。然而目前对热含量的估计仍然存在较大的不确定性：如IPCC-AR5列出了5个独立的热含量估计中，最低为74TW，最高为137TW，相差约100%。这是因为在热含量估计中存在多种偏差。
大气所助理研究员成里京和研究员朱江进行了一系列工作研究热含量估计的主要不确定性和偏差来源：（1）海洋主要的温度观测数据：XBT数据的系统性偏差(Cheng et al.2014)；（2）历史海洋次表层温度廓线垂向分辨率不足(Cheng and Zhu, 2014a)（3）气候平均态的选取(Cheng and Zhu, 2015)；（4）如何较好地“猜测”无观测区域的热含量数值(Cheng and Zhu, 2014b)。在对上述4种主要的不确定性和偏差来源进行一系列量化估计之后，成里京、朱江以及美国科学家John Abraham一起提出了一个新的历史上层海洋热含量估计，作为大气所的历史热含量评估。新的估计显示：上层700m海洋的变暖速率比以往认为的更快（Figure 1a, 比IPCC-AR5的估计快约19%），反映了工业革命之后温室气体的排放导致的地球系统总能量增加。另外，热含量的年际尺度变率主要受厄尔尼诺和南方涛动（ENSO）变率主导。
最后，对气候系统模式的结果分析表明：CMIP5模式对上层热含量的长期趋势模拟较好，但对其年际和年代际的模拟不足（Figure 1a,b）。
论文信息：
1. Cheng L. Jiang Zhu, and John Abraham, 2015: Global upper ocean heat content estimation: recent progress and the remaining challenges. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 8. DOI:10.3878/AOSL20150031.
2. Cheng, L. and J. Zhu, 2015: Influences of the choice of climatology on ocean heat content estimation, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 32(2), 388-394.
3. Cheng, L., J. Zhu, R. Cowley, T. P. Boyer and S. Wijffels, 2014: Time, probe type and temperature variable bias corrections on historical expendable bathythermograph observations. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 31(8), 1793-1825.
4. Cheng, L. and J. Zhu, 2014a: Uncertainties of the ocean heat content estimation induced by insufficient vertical resolution of historical ocean subsurface observations, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 31(6), 1383-1396.
5. Cheng, L. and J. Zhu, 2014b: Artifacts in variations of ocean heat content induced by the observation system changes, Geophysical Research Letters, 41(20), 7276-7283.
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