Ta vizualizacija prikazuje batimetrične značilnosti bazena zahodnega Atlantskega oceana, vključno z epikontinentalnim pasom, kot jih je posnel satelit. Zasluge: Nacionalna okoljska satelitska in informacijska služba NOAA

Prva ocena vročinskih valov na dnu oceana odpira okno v globino.

Morski vročinski val v letih 2013–2016, znan kot “The Blob”, je segrel ogromna prostranstva površinskih voda v severovzhodnem Pacifiku, kar je povzročilo motnje v morskih ekosistemih zahodne obale, zmanjšalo vračanje lososa in povzročilo škodo komercialnemu ribolovu. Spodbudilo je tudi val raziskav o ekstremnem segrevanju površinskih voda oceanov.

Toda glede na novo raziskavo Nacionalne uprave za oceane in atmosfero (NOAA) kaže, da se oceanski vročinski valovi pojavljajo tudi pod globoko vodo.

V prispevku, objavljenem v žurnalu komunikacija v naravi 13. marca je ekipa, ki so jo vodili raziskovalci NOAA, uporabila kombinacijo opazovanj in računalniških modelov za izdelavo prve celovite ocene toplotnih valov na dnu oceana v produktivnih vodah epikontinentalnega pasu, ki obkrožajo Severno Ameriko.

Vročinski valovi v oceanih pomembno vplivajo na oceanske ekosisteme po vsem svetu, saj motijo ​​produktivnost in distribucijo organizmov od planktona do kitov. Veliko truda je vloženega v preučevanje, sledenje in napovedovanje časa, intenzivnosti, trajanja in fizičnih dejavnikov teh dogodkov. kredit: NOAA Fisheries

“Raziskovalci že več kot desetletje preiskujejo oceanske vročinske valove na površini oceana,” je povedal glavni avtor Dillon Amaya, raziskovalec v Laboratoriju za fizikalne znanosti NOAA. “To je prvič, da smo se lahko resnično potopili globoko in ocenili, kako se ti ekstremni dogodki odvijajo na plitvem oceanskem dnu.”

Vročinski valovi v oceanih dramatično vplivajo na zdravje oceanskih ekosistemov po vsem svetu ter motijo ​​produktivnost in porazdelitev organizmov, tako majhnih kot je plankton, kot velikih kot kiti. Posledično je bilo vloženega veliko truda v preučevanje, sledenje in napovedovanje časa, intenzivnosti, trajanja in fizičnih dejavnikov teh dogodkov.

Velik del teh raziskav je bil osredotočen na skrajne temperaturne razlike na površini oceanov, za katere so s sateliti, ladjami in bojami opravili številna visokokakovostna opazovanja. Temperatura morske površine je lahko tudi približek za številne fizikalne in biokemične morske značilnosti občutljivih morskih ekosistemov, zaradi česar je analiza enostavnejša.

Približno 90 % dodatne toplote zaradi globalnega segrevanja je absorbiral ocean, ki se je v zadnjem stoletju segrel za približno 1,5 C. Morski vročinski valovi so v zadnjem desetletju postali pogostejši za skoraj 50 %.

Polenovke, ulovljene iz pomola Humboldtovega zaliva v Kaliforniji, so člani skupnosti pacifiških pridnenih rib, ki jih prizadenejo vročinski valovi na dnu oceana. Zasluge: Nicholas Easterbrook / NOAA Fisheries

V zadnjih letih so znanstveniki povečali prizadevanja za raziskovanje oceanskih toplotnih valov v celotnem vodnem stolpcu z uporabo omejenih razpoložljivih podatkov. Vendar prejšnje raziskave niso ciljale na ekstremne temperature na oceanskem dnu vzdolž epikontinentalnih pasov, ki zagotavljajo kritičen življenjski prostor za pomembne komercialne vrste kot so jastog, pokrovače, rak, iverka, trska in druge pridnene ribe.

Zaradi relativnega pomanjkanja naborov podatkov o temperaturi dna vode so znanstveniki za oceno uporabili podatkovni produkt, imenovan “ponovna analiza”, ki izhaja iz razpoložljivih opazovanj in uporablja računalniške modele, ki simulirajo oceanske tokove in atmosfero. učinek. prazne.” Znanstveniki NOAA so lahko uporabili podobno tehniko rekonstruirati globalno vreme Nazaj v začetku 19. stoletja.

Te ilustracije prikazujejo povprečno intenzivnost pridnenih vročinskih valov (toplotnih anomalij), ki so se pojavile med letoma 1993 in 2019 v vsakem od velikih morskih ekosistemov, ki jih je preučevala skupina znanstvenikov NOAA. Zasluge: NOAA Physical Science Laboratory

Medtem ko ponovne analize oceanov obstajajo že dolgo, so šele pred kratkim postale učinkovite in imajo dovolj visoko ločljivost za raziskovanje značilnosti oceanov, vključno s temperaturami na dnu, blizu obale.

Raziskovalna skupina NOAA, Kooperativnega inštituta za raziskave okoljskih znanosti (CIRES) in Nacionalnega centra za raziskave atmosfere (NCAR) je ugotovila, da na epikontinentalnih policah okoli Severne Amerike vročinski valovi na dnu oceana trajajo dlje kot njihovi primerki na površini. , in ima lahko močnejše signale segrevanja kot zgornje površinske vode. Vročinski valovi na dnu in površini oceana se lahko pojavijo istočasno na istih lokacijah, zlasti na plitvih območjih, kjer se površinske in spodnje vode mešajo.

Lionfish je postal otrok na plakatu za vprašanja invazivnih vrst v zahodni severnoatlantski regiji. Njihova populacija se še naprej širi v dobro koralnih grebenov in drugih morskih ekosistemov. To vključuje komercialno in rekreacijsko pomembno ribištvo, ki je odvisno od njih. kredit: NOAA Fisheries

Toda vročinski valovi na dnu oceana se lahko pojavijo tudi z malo ali nič dokazov o segrevanju na površini, kar ima pomembne posledice za upravljanje komercialno pomembnega ribolova. “To pomeni, da lahko traja, dokler menedžerji tega ne spoznajo, dokler se ne začnejo kazati učinki,” je dejala Amaya.

Leta 2015 je kombinacija škodljivega cvetenja alg ob zahodni obali Združenih držav in izguba gozdnega habitata alg – oboje povzročila ožig – povzročila zaprtje školjčišča, kar ga je po podatkih stalo več kot 185 milijonov dolarjev. študija iz leta 2021, Komercialni tridržavni ribolov rakov Dungeness je zabeležil izgubo v višini 97,5 milijona dolarjev, kar je vplivalo na plemenski in neplemenski ribolov. Obalne skupnosti v Washingtonu in Kaliforniji so skupaj izgubile 84 milijonov dolarjev turistične porabe zaradi zaprtja rekreacijskega ribolova školjk in ušes.

Leta 2021 je a raziskava pridnenih rib Objavil NOAA Fisheries, ki je pokazal, da se je trska v Aljaškem zalivu med The Blob zmanjšala in je med letoma 2015 in 2017 doživela 71-odstotno zmanjšanje številčnosti. Po drugi strani pa so v severni Kaliforniji mlade pridnene ribe in druga morska bitja uspevala pod oceanskimi tokovi brez primere. Pogoji, A 2019 Dokument Državne univerze Oregon in NOAA Fisheries Raziskovalci so ugotovili.

K podrobnostim je bila dodana tudi nenormalno topla temperatura vode na dnu. agresivne lionfish z jugovzhodno Ameriko, Beljenje koral in poznejši upad grebenskih rib, spremembe v stopnjah preživetja mladičev atlantska trskaIn to Izginotje populacij obalnih jastogov v južni Novi Angliji.

Avtorji pravijo, da bo pomembno ohraniti obstoječe sisteme za spremljanje epikontinentalnega pasu in razviti nove zmožnosti spremljanja v realnem času, da bi upravljavce morskih virov opozorili na pogoje segrevanja.

“Vemo, da je zgodnje odkrivanje morskih vročinskih valov bistvenega pomena za proaktivno upravljanje obalnega oceana,” je dejal soavtor raziskave oceanograf Michael Jacox, ki svoj čas deli med Southwest Fisheries Science Center NOAA in Laboratorijem za fizikalne znanosti. “Zdaj je jasno, da moramo več pozornosti nameniti oceanskemu dnu, kjer živijo nekatere najdragocenejše vrste in lahko doživijo vročinske valove, ki se precej razlikujejo od tistih na površini.”

Referenca: Dillon J. Amaya, Michael G. Jacox, Michael A. Alexander, James D. Scott, Clara Desser, Antonietta Capotondi in Adam S. “Segrevanje dna oceana vzdolž epikontinentalnega pasu Severne Amerike” Phillips, 13. marec 2023 komunikacija v naravi,
DOI: 10.1038/s41467-023-36567-0