2021年8月26日，日本內(nèi)閣通過了一項法案，將經(jīng)過處理的福島核事故核廢水排入太平洋，以緩解核廢水的儲存問題。然而，大量的放射性核素被海洋生物吸入后會影響海洋生物鏈，對海洋漁業(yè)和人類健康產(chǎn)生不利影響。福島排放物的全球影響將持續(xù)30-40年，這仍然是未知的。因此，確定放射性水在海洋中的擴散過程是至關(guān)重要的。

為了解決這個問題，來自清華大學的一個團隊從宏觀和微觀的角度開發(fā)了分析模型，以模擬核元素的擴散過程。前者側(cè)重于污染物的整體分布，而后者則側(cè)重于單個污染物的行為。

宏觀模擬結(jié)果（圖b）顯示，在污染物排放的早期階段，污染區(qū)域迅速增加，在120天內(nèi)達到北緯30度附近海域。由于洋流的作用，污染物在緯度方向的擴散速度大大高于經(jīng)度方向的擴散速度。

在1200天內(nèi)，污染物將覆蓋幾乎整個北太平洋地區(qū)，最遠到達東邊的北美海岸，以及南邊的澳大利亞。然后，在沿巴拿馬運河的赤道洋流的影響下，污染物將迅速擴散到南太平洋。印度洋也將在2400天內(nèi)受到影響。在第3600天，污染物將幾乎覆蓋整個太平洋。

值得注意的是，盡管污染水是在日本島附近排放的，但污染中心（在圖b和c中用黃色和紅色表示）將隨著時間的推移沿著北緯35度線向東移動。

研究小組繪制了宮崎縣、上海和圣迭戈（都在北緯30度附近）鄰近水域的污染物濃度，如圖d所示。宮崎縣首先受到污染，其次是上海和圣迭戈，按照它們與福島的距離排列。根據(jù)這三條曲線的趨勢，每個地區(qū)的污染物濃度在開始時迅速增加，然后趨于穩(wěn)定。雖然圣迭戈是三個城市中最后一個受影響的城市，但其附近水域的污染物穩(wěn)態(tài)濃度甚至高于宮崎縣附近的濃度。

宮崎縣、上海和圣迭戈附近的污染物濃度的差異是由日本附近的強洋流造成的。具體來說，福島處于日本暖流（向北）和千島寒流（向南）交匯的地方因此，大多數(shù)污染物不會沿著陸地邊緣向北和向南遷移，而是隨著北太平洋的西風漂移向東擴散。在處理水排放的早期階段，應重點關(guān)注其對亞洲沿海的影響。然而，在隨后的階段，北美附近的高濃度核元素肯定會成為一個問題。