熱帶氣旋不僅是極具破壞力的天氣現(xiàn)象，它們還悄然攪動著全球碳循環(huán)。長久以來，科學界一直爭論：這些海上巨獸究竟讓海洋吐出二氧化碳，還是幫忙吞下它？隨著全球持續(xù)變暖，答案也許正在發(fā)生變化。

近日，一項發(fā)表于《Nature Geoscience》的研究解答了該問題，并描繪了一個令人憂慮的前景——若人類碳排放居高不下，約在2035年前后，熱帶氣旋的角色可能發(fā)生根本反轉，由促使海洋釋放碳變成促進吸收碳，從而加速全球海洋酸化。

海洋是地球關鍵的碳庫。自工業(yè)革命以來，海洋吸收了人類排放的20%~30%的二氧化碳，年均吸納量高達10億至30億噸碳。該研究發(fā)現(xiàn)，熱帶氣旋則像個巨型“攪拌器”，其伴隨的強風會加速海水中二氧化碳向大氣逃逸；而氣旋過境后，海面會留下一片顯著降溫的“冷尾流”，這片冷水區(qū)對二氧化碳的溶解能力更強，從而可以形成吸收補償作用。那么，熱帶氣旋在海氣碳交換中的凈效應如何？過去由于氣旋期間的直接觀測數(shù)據(jù)匱乏，科學家始終無法對這一核心問題給出準確評估。

國防科技大學氣象海洋學院馬占宏教授團隊領銜的國際研究，打破了這一僵局。研究團隊系統(tǒng)融合多源觀測數(shù)據(jù)，構建出一套逐日全球海氣二氧化碳通量數(shù)據(jù)集，得以首次精準量化熱帶氣旋對海洋碳通量的凈貢獻。數(shù)據(jù)揭示了熱帶氣旋影響海洋碳收支的基本態(tài)：臺風導致海洋吸收二氧化碳：即碳源。研究同時揭示了自1993年以來臺風導致海洋碳源的變化趨勢：1993年至1997年間，熱帶氣旋引發(fā)海洋凈碳釋放，最高占全球海洋年凈碳通量的16%左右；然而到2016至2020年，該比例已銳減至約4%。

導致這一驟降的根本推手，是全球變暖正重塑海洋上層的溫度層結。海表升溫的速度遠超次表層，使得垂直溫度梯度明顯加大。即便氣旋本身強度不變，它從深層攪起的冷水所產(chǎn)生的“冷尾流”降溫效應增強。而降溫越強烈，海水對二氧化碳的容納能力就越強，由此激發(fā)的吸收增量，越來越多的抵消了臺風發(fā)生期間強風帶來的碳釋放，從而導致海洋凈碳源效應的減弱。

圖1.熱帶氣旋在其強迫期間以及過境后對海洋碳收支的貢獻示意圖。

研究團隊進而基于耦合模式對未來熱帶氣旋的效應進行了研判。結果表明，如果人為二氧化碳排放繼續(xù)維持在高位，熱帶氣旋的凈作用可能在2035年前后實現(xiàn)歷史性“轉變”——從大氣的凈碳源轉變?yōu)閮籼紖R。表面上看，這似乎為抑制全球變暖帶來一絲“利好”，但其背后卻隱藏著深刻的生態(tài)危機。更多的二氧化碳溶入海水，將直接加劇海水酸化，改變海洋化學環(huán)境，海洋生物的生存空間將被嚴重壓縮，整個海洋食物網(wǎng)或受連鎖沖擊。研究工作強調(diào)，未來熱帶氣旋究竟擔當碳源還是碳匯，最終取決于人類今天的排放選擇。

這一發(fā)現(xiàn)深化了對熱帶氣旋—海洋—碳循環(huán)相互作用機制的理解。該論文共同第一作者為葉和鑫（國防科技大學氣象海洋學院博士研究生）和馬占宏教授，通訊作者為馬占宏教授和大氣物理研究所成里京研究員；合作者包括國防科技大學氣象海洋學院費建芳教授、美國國家大氣研究中心Kevin E. Trenberth、德國亥姆霍茲基爾海洋研究中心Toste Tanhua。

Reference

Ye, H., Ma, Z., Fei, J., Trenberth, K. E., Tanhua, T., & Cheng, L. (2026). Reduction of tropical cyclone-induced ocean carbon outgassing since 1993. Nature Geoscience. https://doi.org/10.1038/s41561-026-01985-4.

• 信息來源：國防科技大學氣象海洋學院。

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