《研究发现海洋热浪会改变海洋环流》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2020-10-10
  • 在海洋中,极端变暖的情况变得越来越频繁和强烈。澳大利亚西海岸的海洋热浪(被称为“Ningaloo Niño”的极端气候变暖事件)会导致海洋生物大量死亡、珊瑚白化以及潜在的永久性生态系统变化,并且会影响渔业和依赖它们发展的经济。研究发现,在拉尼娜年澳大利亚西海岸向南流动的Leeuwin海流变得更强,并与更深处的异常增暖有关。Ningaloo Niño会导致世界遗产地宁格罗礁(Ningaloo Reef)首次出现珊瑚白化现象,附近的森林也大量消失。厄尔尼诺期间,与海洋热浪有关的温度和盐度异常仅限于海洋表面,表明复杂的海洋过程对极端事件的深度范围起着重要作用。研究者正在使用类似的模拟方法来研究西北大西洋的海洋热浪,这主要是因为了解不同类型的事件及其相关的深度结构对于区域影响评估和适应战略以及预测未来气候的潜在变化至关重要。虽然数值模型使科学家能够理解和预测大规模海洋过程的变化,但这些模型依赖于实地收集的数据。之前的一项研究利用了集装箱船在新泽西和百慕大之间每周航程中收集了25年的海洋学数据。这些测量使我们对中大西洋湾谢尔夫布雷克急流有所了解,这是一种沿着大陆架向南从拉布拉多流向哈特拉斯角运动的冷水流。急流的减速与大陆架的长期变暖是一致的,它也与营养物质的上涌有关,从而会影响渔业的生产力。随着海洋热浪越来越频繁,我们需要了解海洋热浪与急流的联系。从2000年开始,研究人员开始注意到,从墨西哥湾流分离出来的暖涡在新英格兰大陆架附近的数量几乎增加了一倍。他们不仅会导致海水温度和盐度升高,还会将急流推向岸边,有时甚至会导致急流完全消失或方向逆转。因此,研究人员需要预测海流和陆架温度,并分析他们是如何影响环流的。
    相关论文链接:
    https://journals.ametsoc.org/jcli/article-abstract/doi/10.1175/JCLI-D-191020.1/354624/
    Depth-structure-of-Ningaloo-Nino-Nina-events-and?redirectedFrom=fulltext
    https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020JC016455
    (郭亚茹 编译,於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.whoi.edu/press-room/news-release/studies-investigate-marine-heatwaves-shifting-ocean-currents/
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    • 众所周知,陆地上发生的热浪对人类健康、基础设施和农业产生了不利影响。人们对海洋热浪(MHWs)的关注正在增长,因为它们可能导致巨大的生态和经济影响。Holbrook等人在《Nature Communications》上发表了第一篇关于全球MHWs的综合分析报告。他们确定了这些事件的具体驱动因素,以及MHWs与已知气候振荡之间的关联。 在局部范围内,MHWs可以通过海洋表面的异常海洋加热引发(例如气温、风或云层的变化),也可以通过水平或垂直洋流与周围海洋的混合而引发。这些局部MHWs驱动过程通常与大规模气候振荡有关,Holbrook等人已经在1982~2016年之间为MHWs制定了这种关系。例如,作者表明在厄尔尼诺事件期间,一些最强烈的MHWs在ENSO期间发生。 理解MHWs驱动因素的一个关键动机是确定如何使用他们来预测这些事件。ENSO以前被认为是可预测性的重要来源,能够提前一年预测大气和海洋变量,如降水和温度。Holbrook等表明许多地区的MHWs也可能根据它们与ENSO和其他气候振荡的联系进行预测。 研究发现表明,气候变化大大增加了MHW的强度、频率和持久性。然而,他们的发现主要反映了海洋的变暖趋势,而不是MHW本身的变化,换句话说,平均海洋温度上升,但平均温度附近的变化保持相对稳定。从根本上说,在不调整变暖趋势的情况下定义MHW会将区域气候变率与全球气候变化混为一谈。 然而,长期气候变化可能会改变或促成MHWs。过去的研究发现,在气候变化的情况下,气候振荡可能会发生变化,如ENSO或者将这些振荡与海洋偏远地区联系起来的遥相关。有趣的是,海洋温度变化的模式以及MHWs强度的变化模式可能与海洋变暖模式有很大不同。 MHWs的科学研究,包括其驱动因素、影响和未来发展,仍处于起步阶段。Holb-rook等人为确定MHWs的原因提供了一个有价值的框架,以改进对这些事件的预测,以及我们对它们如何随着长期气候变化而演变的理解。 (侯颖琳 编译;於维樱 审校)
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    • 海洋热浪(Marine heatwaves, MHWs)是一种离散的但长时间处于异常温暖的海洋温度,可以极大地改变海洋生态系统,对生态和社会经济产生深远的影响。全球科学家在探索MHW的运行模式、驱动因素和趋势方面付出了巨大的努力。通常,MHW是根据其在特定位置的强度和持久性来表征的,这种方法特别适用于那些必须忍受温度升高影响的珊瑚和其他固着生物。但是,许多具有重要生态和商业意义的海洋物种通过迁徙到有利的栖息地来应对这一环境破坏,而流动性海洋物种的剧烈变化是反映MHW的显着影响因素之一。在长期变暖趋势的背景下,相关成果已经对空间温度变化进行了广泛研究,但现有的全球MHW分析中未阐明这些问题。 8月5日发表在《自然》(Nature)上的一篇论文,Michael等人将热位移作为衡量MHW的度量标准,而不是通过局部温度异常来表征地表温度等高线的空间位移,并使用基于观测的全球海面温度数据集来计算1982年至2019年所有MHW的热位移。他们发现,在全球海洋中,MHW期间的热位移范围从数十公里到数千公里,并且与MHW强度在空间上不相关。此外,尽管它们的整体空间格局差异很大,但在MHW的短期热位移与从变暖趋势推断的百年尺度位移具有可比性。这些结果加深了人们对MHW及其对海洋物种潜在影响的理解,并揭示了哪些地区最容易发生热位移,以及热位移变化对预测海洋变暖的影响。研究结果还强调了海洋资源管理者需要考虑由MHW驱动的空间变化,这种变化的规模与长期气候变化有关的变化具有可比性,并且已经在发生。 (熊萍 编译)