《研究探讨海洋热浪“Blob 2.0”形成的物理驱动》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2020-05-07
  • 美国科罗拉多大学博尔德分校和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的研究人员领导的最新研究显示,减弱的风模式可能刺激了去年夏天席卷北太平洋的极端海洋热浪。
    继2013-2014年“Blob”之后的海洋热浪(被命名为“Blob 2.0”)可能破坏海洋生态系统,并损害沿海渔业。美国西海岸的水域,特别是加利福尼亚北部、俄勒冈州和华盛顿的水温高于正常值2.5摄氏度(4.5华氏度),创了新纪录。
    这项名为“2019年夏季北太平洋海洋热浪的物理驱动力”的新研究于4月20日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。研究人员认为,历史上大多数大型海洋热浪都发生在冬季。这是过去5年来的第一次夏季海洋热浪,也是最热的一次,创下了过去40年来的最高记录。但这并不是唯一的记录:2019年的北太平洋大气环流模式也是过去至少40年以来最弱的。为了寻找可能影响夏季“Blob 2.0”形成的物理过程,研究小组将真实世界的海面温度数据与大气模式配对,并测试了各种可能的驱动因素的影响。
    研究人员发现,较弱的风最有可能是造成创纪录的海洋热浪的罪魁祸首。当环流模式减弱时,风也会减弱。随着海面上吹来的风越来越少,蒸发也越来越少,冷却也越来越少;这一过程类似于通过蒸发汗液来风冷人类皮肤。2019年,海洋仿佛被困在一个炎热的夏日,没有风来降温。
    研究人员发现,海洋混合层(海洋表层数学均匀分布的深度)的变薄也助长了“Blob 2.0”。混合层越薄,就会越快从太阳光和减弱的风中变暖。这些影响会不断形成恶性循环:海洋上方的低层大气通过消耗低层云层来响应暖水,这使得海洋更容易受到阳光的照射,从而使海洋更温暖,并消耗掉更多的云层。
    温暖的海洋温度有可能破坏美国西海岸的海洋生态系统。在温暖的月份,耐热性较低的海洋动植物的风险比在冬季更高,加热暖表层水可能比加热冷水危害更大。
    研究人员还认为,随着气候的变化,在未来几年可能会看到更多这样的不利影响。随着全球变暖的持续,像去年夏天的“Blob 2.0”这样的极端高温天气越来越可能出现。“Blob 2.0”只是一个开始,事实上,这样的事件在未来甚至可能不会被视为“极端”事件。研究人员希望这些结果能帮助科学家和决策者更好地预测未来的海洋热浪并做好准备。
    (王琳  编译)

  • 原文来源:https://scripps.ucsd.edu/news/new-study-looks-how-blob-came-back
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    • 美国科罗拉多大学博尔德分校和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所领导的最新研究显示,风场减弱可能刺激了去年夏天席卷北太平洋的极端海洋热浪事件。海洋热浪以2013年的“Blob”命名为“Blob 2.0”,它可能破坏海洋生态系统,损害沿海渔业。作者发现,美国西海岸附近海域的温度比正常值高出4.5华氏度(2.5摄氏度),创下历史新高。该研究的主要作者Dillon Amaya认为,历史上大多数大型海洋热浪都发生在冬季,这次增暖事件是过去五年来第一次夏季海洋热浪,也是最热的一次:创下了过去40年来的最高记录。但这并不是唯一的记录:2019年见证了至少过去40年最弱的北太平洋大气环流格局。Amaya说,这有99%的可能是海洋热浪事件类型,该事件像速度很慢的风对北太平洋的影响。为了寻找可能影响夏季Blob 2.0形成的物理过程,研究小组将真实世界的海面温度数据与大气模型配对,并测试了各种可能的驱动因素的影响。最可能的原因是:风力减弱。简而言之,当环流模式减弱时,风也会减弱。海面上吹过的风越少,蒸发就越少,冷却也就越少:这一过程类似于通过风蒸发汗液来冷却人类皮肤。2019年,就好像海洋在炎热的夏日被困在外面,没有风来降温。研究人员发现,海洋混合层(即表层海洋性质均匀分布的深度)的变薄,也助长了Blob 2.0的形成。混合层越薄,太阳光和减弱的风就越快导致海洋上层温度变暖。而且这些影响会在一个恶性循环中不断累积:海洋上方的低层大气通过减少低层云来对暖水做出反馈,这使得海洋更多地暴露在阳光下,从而使海洋更加温暖,使更多的云量减少。异常升高的海洋温度有可能在温暖的月份破坏美国西海岸的海洋生态系统,耐热性较低的海洋动植物面临的风险比冬天更高——温度异常升高比温度降低危害更大。研究作者认为,随着气候的变化,我们可能会在未来几年看到更多这样的有害影响。随着全球变暖的持续,像去年夏天的Blob 2.0这样的极端高温天气出现的会更加频繁。这和陆地上的热浪是一样的,全球变暖将所有的可能性转移到更温暖的事件上。Blob 2.0只是一个开始。事实上,这样的事件在未来可能不会被视为“极端”。研究人员希望这些结果能帮助科学家和决策者更好地预测和准备将要发生的海洋热浪。如果我们了解这个夏季事件的驱动机制以及它对海洋系统的影响,就可以更好地识别未来的预警信号,更好地预测热浪与海岸的相互作用、持续时间和破坏力。 相关论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-15820-w (郭亚茹 编译;张灿影 审校)
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
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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)