Một sóng âm đi qua 3.000 km phía đông Ấn Độ Dương đã đủ để xác định nhiệt độ trung bình của toàn bộ đoạn đó với sai số chuẩn chỉ 0,0060 kelvin (Wu et al., Science 2020). Âm thanh đến từ các trận động đất nhỏ lặp lại, không phải từ tàu hay loa, và kết quả đã làm sống lại một ý tưởng được thử lần đầu vào năm 1991, khi các tín hiệu mã hóa phát từ đảo Heard được theo dõi tại 16 địa điểm trên khắp thế giới (Munk et al., JASA 1994). Vấn đề rất hệ trọng: đại dương nóng lên chiếm 91% lượng nhiệt gia tăng của hệ thống khí hậu (IPCC AR6 WG1 Summary for Policymakers 2021), và 2.000 m trên cùng đã hấp thụ thêm khoảng 23 ± 8 ZJ chỉ riêng trong năm 2025 (Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026). Chúng tôi tổng hợp dữ liệu từ Science, Journal of the Acoustical Society of America (JASA), Journal of Geophysical Research, Proceedings of the Royal Society A, Caltech, Argo Program, IPCC, NOAA NCEI, CTBTO và kho lưu trữ Heard Island của University of Washington. Bài tổng hợp này nói về nhiệt độ; về tiếng ồn hàng hải, sonar và động vật có vú biển, hãy xem thống kê âm học dưới nước và sonar đại dương riêng của chúng tôi.
Tóm tắt nhanh
- Heard Island Feasibility Test năm 1991 được theo dõi tại 16 địa điểm trải khắp sáu vùng đại dương (Munk et al., JASA 1994).
- Heard Island phát với mức nguồn 209-220 dB re 1 µPa từ độ sâu 175 m (Bowles et al., JASA 1994).
- Chỉ khoảng một nửa mức thay đổi mực nước biển theo mùa và giữa các năm ở Bắc Thái Bình Dương đến từ sự giãn nở nhiệt (ATOC Consortium, Science 1998).
- Một thử nghiệm năm 1994 ở cự ly 3.250 km đã ước tính mức thay đổi nhiệt độ sáu ngày với độ bất định khoảng 0,006°C (Worcester et al., JASA 1999).
- Đo nhiệt độ đại dương bằng địa chấn đã phân giải một đoạn dài 3.000 km với sai số chuẩn 0,0060 K trong giai đoạn 2005-2016 (Wu et al., Science 2020).
- Mức ấm lên ở vùng đó dường như lớn hơn tới 69 phần trăm so với những gì từng được tin, tùy thuộc vào bộ dữ liệu so sánh (Caltech News 2020).
- Kuroshio Extension ấm lên 11,8 ± 5,0 mK mỗi năm (2σ) từ 2008 đến 2021 theo dữ liệu địa chấn và đo tại chỗ (Peng and Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025).
- Argo vận hành gần 4.000 phao đang hoạt động và thu mặt cắt thứ 3 triệu vào tháng 7 năm 2024 (trang trạng thái Argo Program).
- Đại dương nóng lên chiếm 91% lượng nhiệt gia tăng của hệ thống khí hậu (IPCC AR6 WG1 SPM 2021).
- 2.000 m trên cùng của đại dương hấp thụ thêm khoảng 23 ± 8 ZJ trong năm 2025 so với năm 2024 (Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026).
- Mạng lưới thủy âm của CTBTO có 11 trạm: sáu trạm hydrophone và năm trạm pha T (CTBTO).
1. Vật Lý: Vì Sao Thời Gian Truyền Hoạt Động Như Một Nhiệt Kế
Phép đo nhiệt độ bằng âm học dựa trên một sự thật cứng đầu: mức thay đổi 1°C của nhiệt độ nước làm tốc độ âm thanh thay đổi khoảng 4 m/s (University of Washington Applied Physics Laboratory, kho lưu trữ Heard Island Feasibility Test). Nước ấm truyền âm nhanh hơn, nên một đường truyền ấm lên sẽ đưa tín hiệu đến sớm hơn một chút. Mấu chốt là chính chiếc đồng hồ thực hiện việc lấy trung bình. Một nhiệt kế đơn lẻ đọc một điểm, trong khi một xung đi qua hàng nghìn kilômét báo cáo giá trị trung bình của mọi thứ nó đi qua.
Việc lấy trung bình đó là toàn bộ điểm mấu chốt, vì tín hiệu cần tìm rất nhỏ còn nhiễu cục bộ thì rất lớn. Kho lưu trữ Heard Island đặt tín hiệu khí hậu danh nghĩa ở mức khoảng 0,005°C mỗi năm ở độ sâu 1.000 m, trong khi nhiệt độ tại một điểm đơn lẻ có thể dao động 1-2°C từ tháng này sang tháng khác. Với các con số đó, một tháng “thời tiết đại dương” cục bộ (các xoáy nước và sóng nội, tương đương những cơn bão thoáng qua của đại dương) lớn gấp 200 đến 400 lần so với xu hướng khí hậu của cả một năm (1 / 0,005 = 200; 2 / 0,005 = 400). Các cảm biến điểm phải loại bỏ nhiễu đó bằng thống kê; một đường truyền âm học dài lấy trung bình nó một cách vật lý.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Mức thay đổi tốc độ âm thanh ứng với mức thay đổi 1°C của nhiệt độ nước | Khoảng 4 m/s | University of Washington APL, kho lưu trữ Heard Island |
| Tín hiệu ấm lên khí hậu danh nghĩa ở độ sâu 1.000 m | Khoảng 0,005°C mỗi năm | University of Washington APL, kho lưu trữ Heard Island |
| Độ sâu của cực tiểu tốc độ âm thanh (trục kênh SOFAR) ở đại dương sâu vĩ độ trung bình | Khoảng 800 đến 1.000 m | DOSITS (University of Rhode Island), Sound Travel in the SOFAR Channel 2023 |
| Góc phát dưới ngưỡng mà các tia vẫn bị giữ lại trong kênh âm sâu | Nhỏ hơn khoảng 12° so với phương ngang | DOSITS (University of Rhode Island) 2023 |
| Nhiễu loạn thời gian truyền do các xoáy quy mô vừa gây ra | Khoảng 100 ms | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Thay đổi thời gian truyền do một khúc uốn của dòng Gulf Stream hoặc Kuroshio gây ra | Khoảng 1 giây | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Độ chính xác về thời gian và định vị của máy thu cần cho chụp cắt lớp | 1 ms và 1 m | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
Bối cảnh: kênh SOFAR (Sound Fixing and Ranging) là một dải độ sâu nơi tốc độ âm thanh thấp nhất, nên âm thanh bị khúc xạ trở lại về phía nó từ cả trên lẫn dưới thay vì thoát ra ngoài. DOSITS đặt trục của nó ở khoảng 800 đến 1.000 m trong đại dương sâu vĩ độ trung bình. Dữ liệu mới nhất hiện có cho các con số về thời gian và xoáy: Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019.
2. Heard Island Feasibility Test (1991)
Heard Island là một bằng chứng khái niệm, và các số liệu thất bại cũng cho thấy nhiều như các thành công. Thử nghiệm đã thực hiện 35 lần phát, và 10 nguồn âm học của nó hỏng với chu kỳ bán rã 1,2 ngày (University of Washington APL, kho lưu trữ Heard Island, phần The Experiment). Đến khi đã phát 25 lần, chỉ còn ba nguồn hoạt động, và lần phát cuối cùng dùng hai nguồn còn lại. Câu hỏi nó trả lời không phải là “đại dương ấm đến mức nào” mà là “một tín hiệu mã hóa có thể sống sót qua hành trình vòng quanh hành tinh và vẫn được đo thời gian chính xác hay không”.
Nó làm được. Bài tổng quan của Munk et al. (1994) trên JASA báo cáo rằng các lần phát được theo dõi tại 16 địa điểm trải khắp Bắc Đại Tây Dương, Nam Đại Tây Dương, Bắc Thái Bình Dương, Nam Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương và Nam Đại Dương. Một cuộc khảo sát riêng về động vật có vú biển không thấy mật độ các nhóm cá voi và cá heo gần nguồn giảm trong các lần phát, mặc dù cá nhà táng, được nghe thấy trong 23% thời gian nghe cơ sở, đã không được nghe thấy trong các lần phát (Bowles et al., JASA 1994). Sau này ATOC tiến hành nghiên cứu chuyên biệt về động vật có vú biển song song với phép đo nhiệt độ của mình (xem phần 3).
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Ngày bắt đầu, số lần phát, số nguồn triển khai và chu kỳ bán rã hỏng của nguồn | 26 tháng 1 năm 1991 (dự kiến 10 ngày); 35 lần phát; 10 nguồn; chu kỳ bán rã 1,2 ngày | University of Washington APL, kho lưu trữ Heard Island |
| Số địa điểm đã theo dõi các lần phát | 16 | Munk et al., JASA 1994 |
| Tần số trung tâm của nguồn, băng thông tối đa và độ sâu của nguồn | 57 Hz, 30 Hz, 175 m | Bowles et al., JASA 1994 |
| Mức nguồn của các lần phát | 209-220 dB re 1 µPa | Bowles et al., JASA 1994 |
| Mật độ nhóm cá voi và cá heo trước và trong các lần phát | 0,0157 và 0,0166 nhóm trên km² | Bowles et al., JASA 1994 |
| Cá nhà táng được nghe thấy: tỷ lệ trong 1.181 phút cơ sở và 1.939 phút phát | 23% và không nghe thấy con nào | Bowles et al., JASA 1994 |
Lưu ý về giá trị ngoại lệ: ý tưởng này có trước thử nghiệm. Một tiền thân năm 1960 đã cho nổ các khối thuốc nổ ngoài khơi Perth và lắng nghe gần Bermuda, cách khoảng 19.820 km (University of Washington APL, kho lưu trữ Heard Island). Các lần phát kéo dài một giờ trong mỗi ba giờ (Bowles et al., JASA 1994). Dữ liệu mới nhất hiện có: thí nghiệm năm 1991, công bố năm 1994.
3. ATOC và Một Thập Kỷ Đo Nhiệt Độ Bắc Thái Bình Dương (1994-2006)
ATOC đã biến cuộc trình diễn Heard Island thành một hệ thống quan trắc, và con số then chốt của nó là một con số về độ chính xác. Thời gian truyền âm được đo với độ chính xác khoảng 20-30 mili giây ở cự ly 3.000-5.000 km, tương đương khoảng 0,006°C tính trung bình theo cự ly và độ sâu; ở cự ly 5.000 km, tín hiệu mất gần một giờ để đến nơi (University of Washington APL, lời bạt ATOC). Đó là độ chính xác về thời gian cỡ một phần 100.000 của thời gian truyền (0,03 s / 3.600 s xấp xỉ 0,0008%).
Thành quả khoa học là một sự hiệu chỉnh cách đọc mực nước biển. Khi so sánh hàm lượng nhiệt ở quy mô hoàn lưu (gyre) từ chụp cắt lớp với đo cao vệ tinh và một mô hình hoàn lưu, ATOC Consortium (Science 1998) nhận thấy chỉ khoảng một nửa mức thay đổi mực nước biển theo mùa và giữa các năm đến từ sự giãn nở nhiệt. Trong giai đoạn 1996-2006, chương trình đã cung cấp bốn ước tính độc lập về trường nhiệt độ Bắc Thái Bình Dương (Dushaw et al., JGR Oceans 2009). Chương trình cũng đi kèm các nghiên cứu chuyên biệt về sinh vật biển: những con hải cẩu voi non tiếp xúc với nguồn chỉ cho thấy những thay đổi tinh tế trong cách lặn, được đánh giá là nhiều khả năng có ý nghĩa sinh học tối thiểu (Costa et al., JASA 2003). Tiếng ồn mãn tính từ hàng hải là một vấn đề phơi nhiễm riêng, được đề cập trong thống kê tiếng ồn xâm thực do chân vịt tàu thủy của chúng tôi.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Đối tác của ATOC khi khởi động | 11 tổ chức từ 7 quốc gia, 2 nguồn, 18 máy thu | MIT News 1994 |
| Tần số nguồn của ATOC | 75 Hz | MIT News 1994 |
| Cự ly thử nghiệm năm 1994 và máy thu | 3.250 km, dàn thẳng đứng 700 m | Worcester et al., JASA 1999 |
| Độ bất định của mức thay đổi nhiệt độ sáu ngày ở cự ly 3.250 km | Khoảng 0,006°C | Worcester et al., JASA 1999 |
| Độ bất định của tốc độ âm thanh trung bình theo cự ly ở 3.250 km | Khoảng 0,05 m/s | Worcester et al., JASA 1999 |
| Chu kỳ năm của thông lượng nhiệt (đỉnh tới đỉnh) ở Bắc Thái Bình Dương quy mô hoàn lưu | 150 ± 25 W/m², chu kỳ 0,2°C trong nhiệt độ trung bình theo phương thẳng đứng | ATOC Consortium, Science 1998 |
| Nghiên cứu hải cẩu voi: độ sâu nguồn ATOC và mức nguồn | 939 m, 195 dB re 1 µPa tại 1 m | Costa et al., JASA 2003 |
| Số hải cẩu có tốc độ lặn xuống lệch hơn một độ lệch chuẩn so với đối chứng trong lúc tiếp xúc | 9 trên 14 | Costa et al., JASA 2003 |
Bối cảnh: mức âm thanh nhận được tại chỗ hải cẩu trung bình là 128 dB, dao động từ 118 đến 137 dB re 1 µPa trong dải 60-90 Hz, so với mức nền xung quanh là 87-107 dB (Costa et al., JASA 2003). Dữ liệu mới nhất hiện có: ATOC kết thúc năm 2006; xem Dushaw et al., JGR Oceans 2009 cho toàn bộ thập kỷ.
4. Đo Nhiệt Độ Đại Dương bằng Địa Chấn: Bước Đột Phá Năm 2020
Các nguồn âm chuyên dụng cần tàu, hệ thống neo và giấy phép môi trường. Ý tưởng năm 2020 là thôi xây dựng nguồn và dùng những nguồn mà hành tinh đã có sẵn. Wu et al. đã dùng 2.047 cặp động đất lặp lại ngoài khơi Sumatra để theo dõi nhiệt độ trên một đoạn dài 3.000 km ở phía đông Ấn Độ Dương gần xích đạo từ năm 2005 đến 2016, với sai số chuẩn 0,0060 kelvin (Wu et al., Science 2020; số cặp theo báo cáo của Smithsonian Magazine 2020). Động đất lặp lại là những trận động đất làm đứt gãy cùng một mảng đứt gãy hết lần này đến lần khác, nên mỗi cặp cho hai nguồn âm gần như giống hệt nhau cách nhau nhiều năm.
Tiêu đề lan truyền rộng là một xu hướng ấm lên lớn hơn các ước tính trước đó: Caltech báo cáo rằng mức đại dương ấm lên ở vùng đó dường như lớn hơn tới 69 phần trăm so với những gì từng được tin, tùy thuộc vào bộ dữ liệu được dùng. Cùng bản thông cáo đó có kèm lưu ý rằng cần thêm dữ liệu trước khi rút ra kết luận. Hãy lưu ý sóng T ở đây: đó là phần năng lượng của một trận động đất chuyển thành âm thanh và truyền qua nước, không phải một sóng trong đá rắn.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Chiều dài đoạn đại dương được lấy trung bình và giai đoạn phân tích | 3.000 km (phía đông Ấn Độ Dương gần xích đạo), 2005-2016 | Wu et al., Science 2020 |
| Sai số chuẩn của dị thường nhiệt độ trung bình theo đoạn | 0,0060 kelvin | Wu et al., Science 2020 |
| Thang thời gian của các dao động được phát hiện | 12 tháng, 6 tháng và khoảng 10 ngày | Wu et al., Science 2020 |
| Số cặp động đất lặp lại được sử dụng | 2.047 | Smithsonian Magazine 2020, tường thuật bài báo trên Science |
| Thời gian truyền âm và phần của nó do nhiệt độ nước gây ra | Khoảng nửa giờ và khoảng một phần mười giây | Caltech News 2020 |
| Mức ấm lên trong vùng so với các ước tính trước đó | Lớn hơn tới 69 phần trăm, tùy thuộc vào bộ dữ liệu so sánh | Caltech News 2020 |
| Các độ sâu được sóng âm động đất lấy mẫu | Dưới 2.000 m, nơi các phép đo thông thường rất ít | Caltech News 2020 |
Bối cảnh: tính đến tháng 10 năm 2026, bài báo có 78 công trình trích dẫn trong OpenAlex. Con số 69 phần trăm là một phép so sánh theo vùng, phụ thuộc vào bộ dữ liệu, không phải một sự điều chỉnh toàn cầu về mức đại dương nóng lên (xem Lưu ý về dữ liệu trong phần Phương pháp luận).
5. Đo Nhiệt Độ bằng Địa Chấn 2023-2025: Hydrophone, Cáp Quang và Các Xu Hướng Thực
Các bài báo tiếp theo đã biến một cuộc trình diễn đơn lẻ thành một bộ công cụ, và con số có hệ quả lớn nhất là một xu hướng đi kèm biên sai số trung thực. Dữ liệu địa chấn và đo tại chỗ cùng cho thấy mức ấm lên ổn định ở tầng dưới mặt nước là 11,8 ± 5,0 mK mỗi năm (độ bất định 2σ) ở Kuroshio Extension từ 2008 đến 2021, không có xu hướng đáng kể giữa 1997 và 2008 (Peng and Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025). Quy đổi sang đơn vị mà các báo cáo khí hậu dùng, 11,8 mK mỗi năm là 0,118 K mỗi thập kỷ (11,8 × 10 / 1.000).
Cùng bài báo cho thấy vì sao dữ liệu địa chấn bổ sung cho phao chứ không cạnh tranh với chúng. So với giá trị tiên nghiệm, phương sai sai số do xoáy trong nhiệt độ trung bình theo diện tích giảm 30% với dữ liệu đo tại chỗ, 39% với dữ liệu địa chấn và 50% với cả hai; đối với các ước tính trung bình theo đường truyền, mức giảm kết hợp là 83% so với 45% chỉ từ dữ liệu đo tại chỗ. Trong khi đó, các cảm biến ngày càng nhạy hơn: hydrophone của CTBTO cho phép dùng các trận động đất nhỏ hơn (cường độ dưới 4,0) (Wu et al., JGR Solid Earth 2023), và một sợi cáp quang trên đáy biển đã phát hiện 92 trận động đất đại dương trong bốn ngày, phần lớn không có trong các danh mục hiện có (Shen and Wu, JGR Solid Earth 2024).
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Tốc độ ấm lên tầng dưới mặt nước của Kuroshio Extension, 2008-2021 | 11,8 ± 5,0 mK mỗi năm (2σ) | Peng and Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Mức giảm phương sai sai số do xoáy trong nhiệt độ trung bình theo diện tích: chỉ đo tại chỗ, chỉ địa chấn và cả hai | 30%, 39% và 50% | Peng and Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Mức giảm phương sai sai số trung bình theo đường truyền: địa chấn cộng đo tại chỗ và chỉ đo tại chỗ | 83% và 45% | Peng and Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Thời điểm bắt đầu bản ghi số của trạm Wake Island được dùng cho nghiên cứu Kuroshio | 1997 | Peng et al., JGR Oceans 2024 |
| Cường độ động đất có thể dùng với hydrophone của CTBTO | Dưới 4,0 | Wu et al., JGR Solid Earth 2023 |
| Số trận động đất đại dương được cáp quang đáy biển phát hiện trong thí nghiệm 4 ngày ngoài khơi Oregon | 92 | Shen and Wu, JGR Solid Earth 2024 |
| Động đất lặp lại nhỏ nhất có thể dùng với cáp quang | M 3,5 | Shen and Wu, JGR Solid Earth 2024 |
| Các dải tần số dùng trong một quy trình từng bước đã công bố cho phép đo nhiệt độ thụ động vùng đại dương sâu | 3-6 Hz và 6-12 Hz | Smets et al., JGR Oceans 2022 |
Bối cảnh: cảm biến âm học phân tán (DAS) biến một sợi cáp quang đáy biển thông thường thành hàng nghìn cảm biến rung dọc theo chiều dài của nó. Phương pháp này cũng lan sang động lực học đại dương: chụp cắt lớp địa chấn ở phía đông Ấn Độ Dương đã bắt được các tín hiệu nhiệt độ chu kỳ hai tuần do sóng Yanai (một loại sóng bị giữ lại dọc theo xích đạo) mang theo, và phương sai trong dải đó khác nhau tới hệ số 2 giữa các mô hình đại dương (Peng et al., Journal of Physical Oceanography 2025).
6. Argo và Hàm Lượng Nhiệt Đại Dương: Thước Đo Mà Các Phương Pháp Âm Học Được Đối Chiếu
Mọi kết quả âm học cuối cùng đều được so với Argo, nên phạm vi bao phủ của Argo xác định những gì âm học có thể bổ sung. Argo vận hành gần 4.000 phao đang hoạt động và thu mặt cắt thứ 3 triệu vào tháng 7 năm 2024 (trạng thái Argo Program), với khoảng 13.000 mặt cắt mỗi tháng từ 30 quốc gia (Argo Program, About). Nhưng một chiếc phao tiêu chuẩn chỉ lặn xuống 2 km và không sâu hơn. Vùng đại dương sâu bên dưới đó chính là nơi âm thanh động đất lấy mẫu (xem phần 4), và là nơi sứ mệnh Deep Argo đang hướng tới một dàn thường trực gồm 1.228 phao (Argo Program, Deep Argo Mission).
Lượng nhiệt đang được đo là rất lớn và đang tăng tốc. Đại dương nóng lên chiếm 91% lượng nhiệt gia tăng của hệ thống khí hậu, và tốc độ nhiệt gia tăng quan sát được tăng từ 0,50 [0,32 đến 0,69] W m⁻² trong giai đoạn 1971-2006 lên 0,79 [0,52 đến 1,06] W m⁻² trong giai đoạn 2006-2018 (IPCC AR6 WG1 Summary for Policymakers 2021). Năm 2025, 2.000 m trên cùng hấp thụ thêm khoảng 23 ± 8 ZJ so với năm 2024 theo ước tính của IAP/CAS, với khoảng 33% diện tích đại dương nằm trong ba trạng thái ấm nhất từng ghi nhận (Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026).
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Phao Argo đang hoạt động | Gần 4.000 | Trang trạng thái Argo Program |
| Các cột mốc mặt cắt của Argo | Thứ 1 triệu vào tháng 11 năm 2012, thứ 2 triệu vào tháng 11 năm 2018, thứ 3 triệu vào tháng 7 năm 2024 | Trang trạng thái Argo Program |
| Quy mô dàn mục tiêu của Deep Argo và độ sâu tối đa của phao | 1.228 phao; một số mẫu có khả năng đạt 6.000 m | Argo Program, Deep Argo Mission |
| Tỷ lệ nhiệt gia tăng của hệ thống khí hậu đi vào đại dương | 91% | IPCC AR6 WG1 SPM 2021 |
| Mức tăng hàm lượng nhiệt đại dương toàn cầu, 1971-2018 | 0,396 [0,329 đến 0,463] yottajoule (khoảng có khả năng) | IPCC AR6 WG1 Chapter 9, 2021 |
| Lượng nhiệt 2.000 m trên cùng của đại dương hấp thụ thêm trong năm 2025 so với 2024 (ước tính IAP/CAS) | Khoảng 23 ± 8 ZJ | Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026 |
| Tỷ lệ diện tích đại dương toàn cầu nằm trong ba (và năm) trạng thái ấm nhất từng ghi nhận vào năm 2025 | Khoảng 33% (khoảng 57%) | Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026 |
Bối cảnh: NOAA NCEI công bố các chuỗi hàm lượng nhiệt 0-700 m và 0-2.000 m từ năm 1955 đến nay, được cập nhật hàng quý (NOAA NCEI Global Ocean Heat Content). Nhiệt độ bề mặt biển toàn cầu năm 2025 cao hơn 0,49°C so với mức nền 1981-2010 (Pan et al. 2026).
7. Đo Nhiệt Độ Bắc Cực và Các Mạng Lưới Lắng Nghe Toàn Cầu
Bắc Cực là nơi phép đo nhiệt độ bằng âm học đã cho ra một số tín hiệu khí hậu rõ ràng nhất, trong một đại dương mà băng biển cản trở hầu hết các thiết bị khác. Năm 1994, các tín hiệu 19,6 Hz gửi đi khoảng 2.630 km qua Bắc Cực cho thấy Lớp Đại Tây Dương ấm hơn dự kiến khoảng 0,4°C, và một đợt theo dõi năm 1999 phát hiện thêm khoảng 0,5°C ấm lên (Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019). Lớp Đại Tây Dương là nước ấm, mặn từ Đại Tây Dương chảy vào Bắc Cực bên dưới lớp bề mặt lạnh hơn.
Dữ liệu mới nhất đến từ CAATEX, một chiến dịch Mỹ-Na Uy có kết quả được công bố năm 2026. Sáu hệ thống neo đã phát và ghi mỗi ba ngày trong giai đoạn 2019-2020, và các tín hiệu truyền đi hơn 2.600 km (AIP Scilights 2026). Bài báo kết luận rằng các lần phát tầm xa có thể cho các phép đo chính xác dưới băng quanh năm, mặc dù độ bất định lớn của thời gian truyền mode-2 đã ngăn cản việc so sánh dứt khoát với dữ liệu năm 1994 (Dzieciuch et al., JASA 2026). Các vĩ độ thấp hơn dựa vào hạ tầng được xây dựng vì những mục đích khác, chủ yếu là mạng lưới thủy âm của CTBTO, cùng kiểu lắng nghe liên tục hiện được dùng để chấm điểm sức khỏe cảnh quan âm thanh rạn san hô.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Tần số tín hiệu và chiều dài đường truyền Transarctic (TAP) năm 1994 | 19,6 Hz trên khoảng 2.630 km | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Nhiệt độ Lớp Đại Tây Dương năm 1994 so với dự kiến, và mức ấm lên thêm đến tháng 4 năm 1999 | Ấm hơn khoảng 0,4°C; ấm lên thêm khoảng 0,5°C | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Các hệ thống neo CAATEX, tần số trung tâm và băng thông (2019-2020) | 6 hệ thống neo; 35 Hz; băng thông toàn phần khoảng 4 Hz | Dzieciuch et al., JASA 2026 |
| Khoảng cách giữa các lần phát CAATEX và quãng đường bao phủ | Mỗi ba ngày; hơn 2.600 km | AIP Scilights 2026 |
| Các trạm thủy âm của CTBTO | 11 (6 trạm hydrophone, 5 trạm pha T) | CTBTO, Hydroacoustic Monitoring |
| Độ sâu hydrophone của CTBTO và tuổi thọ thiết kế | 600 đến 1.200 m; 20 đến 25 năm | CTBTO, Hydroacoustic Monitoring |
| Dàn chụp cắt lớp Bắc Đại Tây Dương | 2 nguồn và 7 máy thu | Dushaw, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018 |
| Độ bất định nhiệt độ Bắc Đại Tây Dương: một loại dữ liệu so với âm học cộng dữ liệu khác | Khoảng 50% giá trị tiên nghiệm và khoảng 25% giá trị tiên nghiệm (94% phương sai được giải) | Dushaw, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018 |
Bối cảnh: trạm pha T là một máy đo địa chấn đặt trên một đảo đại dương có sườn dốc, thu các sóng âm chuyển thành chuyển động mặt đất ở bờ biển. Bản ghi của CTBTO có giá trị về mặt lịch sử cũng như giám sát: các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng bản ghi gần 20 năm từ các bản thu âm theo hiệp ước là cơ sở cho phép đo nhiệt độ đại dương trong quá khứ (Dall’Osto and Heyburn, JASA 2019). Về dàn Bắc Đại Tây Dương, xem Dushaw, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018.
Tổng kết: Chụp Cắt Lớp và Đo Nhiệt Độ Âm Học Đại Dương qua các Con số
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Mức thay đổi tốc độ âm thanh trên mỗi 1°C nhiệt độ nước | Khoảng 4 m/s | University of Washington APL, kho lưu trữ Heard Island |
| Heard Island 1991: số địa điểm theo dõi các lần phát | 16 | Munk et al., JASA 1994 |
| Mức nguồn của Heard Island | 209-220 dB re 1 µPa | Bowles et al., JASA 1994 |
| Độ bất định của mức thay đổi nhiệt độ sáu ngày ở cự ly 3.250 km | Khoảng 0,006°C | Worcester et al., JASA 1999 |
| Tỷ lệ thay đổi mực nước biển theo mùa và giữa các năm ở Bắc Thái Bình Dương do giãn nở nhiệt | Chỉ khoảng một nửa | ATOC Consortium, Science 1998 |
| Sai số chuẩn của phép đo nhiệt độ bằng địa chấn trên một đoạn 3.000 km | 0,0060 kelvin | Wu et al., Science 2020 |
| Số cặp động đất lặp lại trong nghiên cứu đầu tiên | 2.047 | Smithsonian Magazine 2020, tường thuật bài báo trên Science |
| Mức ấm lên theo vùng so với các ước tính trước đó | Lớn hơn tới 69 phần trăm | Caltech News 2020 |
| Mức ấm lên của Kuroshio Extension, 2008-2021 | 11,8 ± 5,0 mK mỗi năm (2σ) | Peng and Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Mức giảm phương sai sai số trung bình theo đường truyền, địa chấn cộng đo tại chỗ so với chỉ đo tại chỗ | 83% và 45% | Peng and Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Số trận động đất đại dương được cáp quang đáy biển phát hiện trong 4 ngày | 92 | Shen and Wu, JGR Solid Earth 2024 |
| Phao Argo đang hoạt động | Gần 4.000 | Trang trạng thái Argo Program |
| Tỷ lệ nhiệt gia tăng của hệ thống khí hậu do đại dương hấp thụ | 91% | IPCC AR6 WG1 SPM 2021 |
| Lượng nhiệt 2.000 m trên cùng của đại dương hấp thụ thêm, 2025 so với 2024 | Khoảng 23 ± 8 ZJ (IAP/CAS) | Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026 |
| Lớp Đại Tây Dương ở Bắc Cực, phép đo âm học năm 1994 so với dự kiến | Ấm hơn khoảng 0,4°C | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Các trạm thủy âm của CTBTO | 11 | CTBTO, Hydroacoustic Monitoring |
Phương pháp luận và Nguồn
Chúng tôi thu thập khoảng 75 điểm dữ liệu thô từ các bài báo có phản biện, trang của các cơ quan và thông cáo báo chí của tổ chức, giữ lại hơn 60 điểm có thể truy về một tài liệu gốc, và loại bỏ những con số chỉ thấy được trong đoạn trích tìm kiếm (bao gồm một cự ly thu nhận Heard Island được lặp lại rộng rãi mà chúng tôi không thể xác nhận trên một trang gốc). Các con số ở mức tóm tắt của những bài báo nằm sau tường phí được đọc từ phần tóm tắt đã được lập chỉ mục.
- University of Washington Applied Physics Laboratory (B. Dushaw), kho lưu trữ Heard Island Feasibility Test: các trang về đo nhiệt độ, thí nghiệm và lời bạt ATOC
- Munk, Spindel, Baggeroer and Birdsall, The Heard Island Feasibility Test, JASA 1994
- Bowles et al., Relative abundance and behavior of marine mammals exposed to transmissions from the Heard Island Feasibility Test, JASA 1994
- MIT News, bài về các thí nghiệm âm thanh và khí hậu, ngày 18 tháng 5 năm 1994
- Worcester et al., A test of basin-scale acoustic thermometry at 3250-km range, JASA 1999
- ATOC Consortium, Ocean Climate Change: Comparison of Acoustic Tomography, Satellite Altimetry, and Modeling, Science 1998
- Dushaw et al., A decade of acoustic thermometry in the North Pacific Ocean, JGR Oceans 2009
- Costa et al., ATOC sound source and juvenile northern elephant seal diving, JASA 2003
- Howe et al., Observing the Oceans Acoustically, Frontiers in Marine Science 2019
- DOSITS (University of Rhode Island), Sound Travel in the SOFAR Channel
- Wu, Zhan, Peng, Ni and Callies, Seismic ocean thermometry, Science 2020
- Caltech News, Undersea Earthquakes Shake Up Climate Science, ngày 18 tháng 9 năm 2020
- Smithsonian Magazine, Undersea Earthquakes May Help Us Take the Ocean’s Temperature, 2020 (chỉ dùng cho số lượng 2.047 cặp từ bài báo trên Science)
- Wu et al., Seismic Ocean Thermometry Using CTBTO Hydrophones, JGR Solid Earth 2023
- Shen and Wu, Ocean Bottom Distributed Acoustic Sensing for Oceanic Seismicity Detection and Seismic Ocean Thermometry, JGR Solid Earth 2024
- Peng, Callies, Wu and Zhan, Seismic Ocean Thermometry of the Kuroshio Extension Region, JGR Oceans 2024
- Peng and Callies, Estimating temperature variability and trends from a combination of seismic and in situ data, Proceedings of the Royal Society A 2025
- Peng, Callies, Nagura and McPhaden, Yanai Waves in the Deep East Indian Ocean Observed with Seismic Ocean Tomography, Journal of Physical Oceanography 2025
- Smets, Weemstra and Evers, Hydroacoustic Travel Time Variations as a Proxy for Passive Deep-Ocean Thermometry, JGR Oceans 2022
- Dall’Osto and Heyburn, sound sources of opportunity on the CTBT hydroacoustic network for historical ocean thermometry, JASA 2019
- Argo Program: trang trạng thái, About Argo và Deep Argo Mission
- IPCC AR6 WG1 Summary for Policymakers 2021 và IPCC AR6 WG1 Chapter 9: Ocean, Cryosphere and Sea Level Change
- Pan, Cheng, Abraham et al., Ocean Heat Content Sets Another Record in 2025, Advances in Atmospheric Sciences 2026
- NOAA NCEI, Global Ocean Heat and Salt Content
- Dzieciuch et al., Transarctic acoustic transmissions during the coordinated Arctic acoustic thermometry experiment in 2019-2020, JASA 2026 và bản tóm tắt AIP Scilights 2026
- Dushaw, Ocean Acoustic Tomography in the North Atlantic, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018
- CTBTO, Hydroacoustic Monitoring
- Lưu ý về dữ liệu: (1) Tỷ lệ nhiệt dư thừa do đại dương giữ lại khác nhau theo nguồn: 91% (IPCC AR6 SPM), hơn 90% (phần tóm tắt của Wu et al., Science 2020) và tới 95 phần trăm (Caltech News 2020); chúng tôi dùng con số của IPCC. (2) Lượng nhiệt lớp trên của đại dương hấp thụ thêm trong năm 2025 khác nhau rất nhiều theo từng sản phẩm trong cùng một bài báo: khoảng 23 ± 8 ZJ (IAP/CAS), 13 ± 5 ZJ (NOAA NCEI, chỉ có dữ liệu đến tháng 6 năm 2025) và 70 ± 39 ZJ (Copernicus Marine, dữ liệu gần thời gian thực); chúng tôi lấy giá trị IAP/CAS làm con số chính vì đó là giá trị chính bài báo sử dụng. (3) Con số 69 phần trăm mang tính theo vùng (phía đông Ấn Độ Dương, 2005-2016) và phụ thuộc vào bộ dữ liệu so sánh; các tác giả đã lưu ý không nên vội rút ra kết luận. (4) Các mốc thời gian của ATOC hơi khác nhau giữa các nguồn: kho lưu trữ của UW cho các lần phát từ Pioneer Seamount từ cuối năm 1995 đến cuối năm 1998 và từ Kauai từ cuối năm 1997 đến tháng 10 năm 1999, trong khi Dushaw et al. 2009 mô tả thập kỷ 1996-2006 với các lần phát từ California trong giai đoạn 1996-1999 và các lần phát từ Kauai trong giai đoạn 1997-1999 và 2002-2006. (5) Đường truyền TAP năm 1994 được Howe et al. 2019 nêu là khoảng 2.630 km ở 19,6 Hz và được MIT News 1994 nêu là 2.610 km ở 20 Hz. (6) Các con số về Heard Island, ATOC và TAP mang tính lịch sử về bản chất (dữ liệu mới nhất hiện có: 1991-2009); các ước tính nhiệt độ của CAATEX dọc theo đường truyền âm vẫn đang chờ công bố, và số lượng phao Argo thay đổi hàng tháng.
Cập nhật lần cuối: ngày 25 tháng 10 năm 2026. Chúng tôi cập nhật bài tổng hợp này hàng quý, và lần làm mới tiếp theo dự kiến diễn ra khi bản cập nhật hàng năm về hàm lượng nhiệt đại dương năm 2026 do IAP/CAS dẫn đầu được công bố trên Advances in Atmospheric Sciences vào tháng 1 năm 2027.