海洋熱浪正變得越來越普遍和強烈

海洋熱浪正變得越來越普遍和強烈

2011年,西澳大利亞州發生的海洋熱浪將藍色游泳蟹的本地捕撈量減少了90%以上,導致漁業暫時停業,以使該物種得以恢復。 圖片來自Flickr的Putneypics,經許可 CC BY-NC 2.0

改進的海洋“天氣預報”有望減少世界各地漁業和生態系統遭受的破壞

2015年夏天,勞麗·韋特坎普(Laurie Weitkamp)在俄勒岡州沿海房屋附近的海灘上散步,當時她看到了奇怪的東西:水是紫色的。 成群的束線蟲,稀疏的圓柱形小動物很少聚集到岸上,聚集成一團如此之厚,以至於您可以用手將它們從水中sc出。 她說:“我從未見過類似的東西。”

韋特坎普(Weitkamp)是俄勒岡州紐波特(Newport)西北漁業科學中心的研究漁業生物學家,他知道自2013年秋天以來,太平洋東北部已經出現了異常情況,那裡陽光普照,溫暖而平靜。 大量的熱水從墨西哥延伸到阿拉斯加,一直持續到2016年,破壞了海洋生物。 被膜並不是唯一受影響的生物。 蕁麻水母幾乎消失了,而水母種群向北遷移,而幼鮭魚在海上餓死, 根據Weitkamp及其同事的報告。 科學家將此事件稱為“斑點”。

在過去的幾十年中,像The Blob這樣的海洋熱浪在全球越來越多地出現。 科學家們期望氣候變化能夠使它們變得更加普遍和持久,從而危害脆弱的水生物種以及諸如圍繞海洋生態系統捕撈的人類企業。 但是,沒有可靠的方法知道何時將要命中,這意味著漁民和野生動植物管理者正在爭先恐後地實時減少傷害。

勞裡·韋特坎普

漁業生物學家勞裡·威特坎普(Laurie Weitkamp)正在幫助制定政策,以減少可能破壞海洋生物的海洋熱浪的威脅。 照片由Laurie Weitkamp提供

現在,海洋學家正試圖發現驅動這些事件的原因,以便人們可以對其進行預測,從而最大程度地減少其造成的生態和經濟損失。

前所未有的熱量

持續三年的Blob是有記錄以來最長的海洋熱浪。 在此之前,於2015年在塔斯曼海開始的熱浪持續了八個多月,殺死了鮑魚和牡蠣。2012年,加拿大和美國東海岸附近的熱浪將龍蝦向北推,這是當時有記錄以來的最大熱浪。 它打破了之前的記錄-2011年的海洋熱浪使西澳大利亞州的海藻,魚類和鯊魚連根拔起。 在此之前,2003年的地中海熱浪打破了海洋生物的記錄。

海洋熱浪正變得越來越普遍和強烈

隨著地球氣候變暖,創紀錄的海洋熱浪變得越來越頻繁和嚴重。 地圖改編自Marine Heatwaves國際工作組。

加拿大新斯科舍省達爾豪西大學海洋學助理教授埃里克·奧利弗(Eric Oliver)說,熱浪是海洋系統的自然組成部分。 就像陸地上的溫度一樣,一年中的特定一天都有平均海洋溫度:有時水會變暖,有時會變冷,並且偶爾會變得非常冷或熱。

但是,溫室氣體的排放已經提高了平均溫度。 現在,過去被認為極度溫暖的溫度發生的次數越來越多,而且每隔一段時間,海洋的大片區域就會陷入前所未有的高溫,奧利弗說。

然而,中上層海洋生態系統 還沒有趕上 這些高溫。 生物體也許能夠在溫度穩定上升過程中倖免,但熱浪會將它們推到邊緣。

當2011年熱浪過後,藍色游泳蟹在澳大利亞西部的鯊魚灣開始死亡時,政府關閉了一年半的藍蟹捕撈活動。 Abacus Fisheries董事總經理Peter Jecks說,當時這對行業來說是困難的,但它成功地挽救了螃蟹的數量。 並非所有的生物都如此幸運–熱浪震中附近的鮑魚還沒有恢復。

“如果您沒有對[海洋熱浪]的強烈預測,那麼您將無法主動。 您將保持被動反應,”西澳大利亞大學海洋生態學副教授Thomas Wernberg說。

見他們來

瓦恩伯格(Wernberg)看到該地區的海洋生物被熱浪破壞後,於2014年從許多學科招募了科學家,開始研究這些極端事件,後來成為 海洋熱浪國際工作組。 該小組於2015年初舉行了第一次會議,此後創建了用於定義和命名海洋熱浪,跟踪海浪發生的地點以及衡量其生態和社會經濟影響的協議。

韋恩伯格說,如果我們看到熱浪來襲,水產養殖者,漁民和野生動植物管理者將有更好的機會節省金錢和物種。 海鮮養殖者可以推遲向其水產養殖設施放養易受害物種。 立法者可以實行季節性捕魚禁令或暫時擴大保護區。 科學家可以儲存動物或易受害植物的種子。

這就是為什麼全世界的科學家都試圖了解是什麼引發了海洋的極端變暖。 奧利弗就是這樣一位科學家。 他將科學家,衛星,浮標和深潛機器人收集的海洋數據輸入計算機建模軟件,以識別驅動海洋熱浪的力。

這是一個相對較新的研究領域,對此尚無定論。 奧利弗說,但是過去的熱浪可以大致分為兩類:海洋驅動的和海洋驅動的。

舉一個海洋熱浪的例子,奧利弗(Oliver)指出了2015年塔斯曼海熱浪。 向南流向澳大利亞東海岸的海流通常會轉向新西蘭,但在2015年向西向塔斯馬尼亞州脈動,帶來了來自熱帶的溫水浪潮,持續了六個多月。 奧利弗說:“通常在溫度幾乎處於亞極性的水中看到熱帶魚。”

另一方面,科羅拉多大學博爾德分校氣候科學家狄龍·阿瑪亞(Dillon Amaya)表示,2019年太平洋的熱浪,即所謂的“斑點2.0”,從大氣層中降下。 通過計算機模型,Amaya發現,當太平洋上的氣象系統失去蒸汽,導致弱於平常的風時,就會產生熱浪。 風通過蒸發地表水來幫助海洋冷卻,就像微風冷卻人的汗水一樣。 但是那一年太平洋上空的空氣將更多的太陽熱量鎖定在水中。

東太平洋海洋熱浪圖

最近的“ Blob 2.0”熱浪與“ The Blob”有些相似,“ Blob”在三年的時間內擾亂了從墨西哥到阿拉斯加的海洋生物。 圖片由NOAA珊瑚礁觀察提供

由於最近的技術進步,Amaya能夠模擬熱波。 他說,幾十年來,科學家已經知道海洋熱浪存在,但“在最近的五到十年中,我們才開始認識到這些事件是獨特的和確定性的(我們可以預見)。”

這種理解啟發了研究人員通過將有關洋流和大氣流,海面溫度和鹽度的信息匯總在一起,來構建能夠模擬複雜海洋過程的計算機模擬。 創建這些模擬有助於他們更多地了解熱波力學,這為預測未來事件奠定了基礎。

回到俄勒岡州,Weitkamp是管理美國和加拿大之間的太平洋鮭魚條約組織的成員。 隨著像Blob和Blob 2.0這樣的熱浪耗盡了魚類種群,該組織正試圖找出如何制定更適合這一新常態的政策。 知道下一個擊球的時間可能會有所幫助。

她說:“這些熱浪一直是一個很好的叫醒電話。” “人們正在試圖弄清楚他們將如何適應。”

關於作者

Jen Monnier是西雅圖的一名自由撰稿人,專門研究環境和人類健康。 她的報導將她帶到了漁業,水壩和公園,她的故事也出現在《科學美國人》,《 Hakai Magazine》和《 CityLab》等出版物中。

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