海洋热浪正变得越来越普遍和强烈

海洋热浪正变得越来越普遍和强烈

2011年,西澳大利亚州发生的海洋热浪将蓝色游泳蟹的本地捕捞量减少了90%以上,导致渔业暂时停业,以使该物种得以恢复。 图片来自Flickr的Putneypics,经许可 CC BY-NC 2.0

改进的海洋“天气预报”有望减少全球渔业和生态系统遭受的破坏

2015年夏天,劳丽·韦特坎普(Laurie Weitkamp)在俄勒冈州沿海房屋附近的海滩上散步,当时她看到了奇怪的东西:水是紫色的。 成群的束线虫,稀疏的圆柱形小动物很少聚集到岸上,聚集成一团如此之厚,以至于您可以用手将它们从水中sc出。 她说:“我从未见过类似的东西。”

韦特坎普(Weitkamp)是俄勒冈州纽波特(Newport)西北渔业科学中心的研究渔业生物学家,他知道自2013年秋天以来,太平洋东北部已经出现了异常情况,那里阳光普照,温暖而平静。 大量的热水从墨西哥延伸到阿拉斯加,一直持续到2016年,破坏了海洋生物。 被膜并不是唯一受影响的生物。 荨麻水母几乎消失了,而水母种群向北转移,而幼鲑鱼在海上饿死, 根据Weitkamp及其同事的报告。 科学家将此事件称为“斑点”。

在过去的几十年中,像The Blob这样的海洋热浪在全球越来越多地出现。 科学家们期望气候变化能够使它们变得更加普遍和持久,从而危害脆弱的水生物种以及诸如围绕海洋生态系统捕捞的人类企业。 但是,没有可靠的方法知道何时将要命中,这意味着渔民和野生动植物管理者不得不争先恐后地实时减少伤害。

劳里·韦特坎普

渔业生物学家劳里·韦特坎普(Laurie Weitkamp)正在帮助制定政策,以减少可能破坏海洋生物的海洋热浪的威胁。 照片由Laurie Weitkamp提供

现在,海洋学家正试图发现驱动这些事件的原因,以便人们可以对其进行预测,从而最大程度地减少其造成的生态和经济损失。

前所未有的热量

持续三年的Blob是有记录以来最长的海洋热浪。 在此之前,于2015年在塔斯曼海开始的热浪持续了八个多月,杀死了鲍鱼和牡蛎。2012年,加拿大和美国东海岸附近的热浪将龙虾向北推,这是当时有记录以来的最大热浪。 它打破了之前的记录-2011年的海洋热浪使西澳大利亚州的海藻,鱼类和鲨鱼连根拔起。 在此之前,2003年的地中海热浪打破了海洋生物的记录。

海洋热浪正变得越来越普遍和强烈

随着地球气候变暖,创纪录的海洋热浪变得越来越频繁和严重。 地图改编自Marine Heatwaves国际工作组。

加拿大新斯科舍省达尔豪斯大学海洋学助理教授埃里克·奥利弗(Eric Oliver)说,热浪是海洋系统的自然组成部分。 就像陆地上的温度一样,一年中的任何一天都有平均海洋温度:有时水会变暖,有时会变冷,并且偶尔会变得非常冷或热。

但是,温室气体的排放已经提高了平均温度。 现在,过去被认为极度温暖的温度发生的次数越来越多,而且每隔一段时间,海洋的大片区域就会陷入前所未有的高温,奥利弗说。

然而,中上层海洋生态系统 还没有赶上 这些高温。 生物体也许能够在温度稳定上升过程中幸免,但热浪会将它们推到边缘。

当2011年热浪过后,蓝色游泳蟹在澳大利亚西部的鲨鱼湾开始死亡时,政府关闭了一年半的蓝蟹捕捞活动。 Abacus Fisheries董事总经理Peter Jecks说,当时这对行业来说是困难的,但它成功地挽救了螃蟹的数量。 并非所有的生物都如此幸运–热浪震中附近的鲍鱼还没有恢复。

“如果您没有对[海洋热浪]的强烈预测,那么您将无法主动。 您将保持被动反应,”西澳大利亚大学海洋生态学副教授Thomas Wernberg说。

见他们来

韦恩伯格(Wernberg)看到该地区的海洋生物被热浪破坏后,于2014年从多个学科招募了科学家,开始研究这些极端事件,后来成为 海洋热浪国际工作组。 该小组于2015年初举行了第一次会议,此后创建了用于定义和命名海洋热浪,跟踪海浪发生的地点以及衡量其生态和社会经济影响的协议。

韦恩伯格说,如果我们看到热浪袭来,水产养殖者,渔民和野生动植物管理者将有更好的机会节省金钱和物种。 海鲜养殖者可以推迟向其水产养殖设施中投放易受害物种。 立法者可以实行季节性捕鱼禁令或暂时扩大保护区。 科学家可以储存动物或易受害植物的种子。

这就是为什么全世界的科学家都在试图了解引发海洋极端变暖的原因。 奥利弗就是这样一位科学家。 他将科学家,卫星,浮标和深潜机器人收集的海洋数据输入计算机建模软件,以识别驱动海洋热浪的力。

这是一个相对较新的研究领域,对此尚无定论。 奥利弗说,但是过去的热浪可以大致分为两类:海洋驱动的和海洋驱动的。

举一个海洋热浪的例子,奥利弗(Oliver)指出了2015年塔斯曼海热浪。 向南流向澳大利亚东海岸的海流通常会转向新西兰,但在2015年又向西冲向塔斯马尼亚州,使热带地区产生的热水浪潮持续了六个多月。 奥利弗说:“通常在温度几乎处于亚极性的水中看到热带鱼。”

另一方面,科罗拉多大学博尔德分校气候科学家狄龙·阿玛亚(Dillon Amaya)表示,2019年太平洋的热浪,即所谓的“斑点2.0”,从大气层中降下。 通过计算机模型,Amaya发现,当太平洋上的气象系统失去蒸汽,导致弱于平常的风时,就会产生热浪。 风通过蒸发地表水来帮助海洋冷却,就像微风冷却人的汗水一样。 但是那一年太平洋上空的空气将更多的太阳热量锁定在水中。

东太平洋海洋热浪图

最近的“ Blob 2.0”热浪与“ The Blob”有些相似,“ Blob”在三年的时间内扰乱了从墨西哥到阿拉斯加的海洋生物。 图片由NOAA珊瑚礁观察提供

由于最近的技术进步,Amaya能够模拟热波。 他说,几十年来,科学家已经知道海洋热浪存在,但“在最近的五到十年中,我们才刚刚开始认识到这些事件是独特的和确定性的(我们可以预测)。”

这种理解启发了研究人员通过将有关洋流和大气流,海面温度和盐度的信息汇总在一起,来构建能够模拟复杂海洋过程的计算机模拟。 创建这些模拟有助于他们更多地了解热波力学,这为预测未来事件奠定了基础。

回到俄勒冈州,Weitkamp是管理美国和加拿大之间的太平洋鲑鱼条约组织的一部分。 随着像Blob和Blob 2.0这样的热浪耗尽了鱼类种群,该组织正试图找出如何制定更适合这一新常态的政策。 知道下一个击球的时间可能会有所帮助。

她说:“这些热浪一直是一个很好的叫醒电话。” “人们正在试图弄清楚他们将如何适应。”

关于作者

詹·莫尼尔(Jen Monnier)是西雅图的一名自由撰稿人,专门研究环境和人类健康。 她的报道将她带到了渔业,水坝和公园,她的故事也出现在《科学美国人》,《 Hakai Magazine》和《 CityLab》等出版物中。

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