通过测量穿过海洋的声波的速度来获取海洋的温度

来自加州理工学院和中国科学院的一组研究人员开发了一种通过测量水下地震产生的声波来检测海洋温度变化的方法。该小组在《科学》杂志上发表的论文中描述了他们的系统如何工作以及在测试时其工作情况如何。

随着地球由于全球变暖而升温，科学家继续研究其影响。这样的研究领域之一是海洋。一些模型表明，世界海洋吸收了大约90%的因温室气体产生的多余热量。不幸的是，由于海洋如此广阔，并且由于涉及的变量数量众多，科学家们不知道整个海洋的变暖程度。

早在70年代，斯克里普斯海洋学研究所的一个团队就提出了一种想法，即通过使用一种称为海洋声波断层成像的技术，将声波从水中传播出去，以测量水中的热量。它基于这样的想法，即温水比凉水传输声波的速度更快。当时有人指出，该技术可用于测量从海底到海面的海洋中的热量。但是当环保主义者建议通过海洋传播声波可能损害海洋生物时，这个想法被废除了。近年来，海洋科学家在全球范围内部署了由4,000个温度传感器组成的舰队，但他们只能收集2,000米以下的温度数据。

在这项新工作中，研究人员访问了使用声学层析成像的想法，但他们没有使用声波成像，而是使用了由地震自然产生的噪声。为了使这个想法可行，研究人员必须找到稳定的地震产生声波源。这导致他们使用所谓的“中继器”，即经常发生在相同地点且能量水平相同的地震。在确定了2005年至2016年间发生的2,000个此类中继器(已记录)之后，研究人员测量了声波接收时间的变化。从印度尼西亚的某个地点前往迭戈·加西亚岛上的传感器站。在查看数据时，他们发现水温每十年平均增加0.044摄氏度-非常接近浮动温度传感器的建议。