На суше тепловые волны могут быть смертельными для людей и дикой природы и могут опустошать посевы и леса.
Необычно теплые периоды также могут происходить в океане. Это может продолжаться неделями или месяцами, убивая ламинарные леса и кораллы и оказывая другие существенные воздействия на морские экосистемы, рыболовство и аквакультуру.
Тем не менее, до недавнего времени формированию, распространению и частоте морских волн тепла уделялось мало внимания исследователей.
Морские волны тепла происходят повсюду в океане. (Эрик Оливер / Университет Далхаузи) **********
Изменение климата нагревает воды океана и вызывает изменения в распространении и численности морских водорослей, кораллов, рыб и других морских видов. Например, тропические виды рыб в настоящее время обычно встречаются в гавани Сиднея.
Но эти изменения температуры океана не являются постоянными или даже неясными, и ученым не хватает инструментов для определения, синтеза и понимания глобальных закономерностей морских волн тепла и их биологических воздействий.
На встрече в начале 2015 года мы собрали группу ученых, имеющих опыт работы в области климатической климатологии, океанографии и экологии, для формирования рабочей группы по морским волнам тепла для разработки определения этого явления: длительный период необычно теплой воды в определенном месте для этого время года. Важно отметить, что морские волны тепла могут происходить в любое время года, летом или зимой.
Имея определение в руках, мы наконец смогли проанализировать исторические данные, чтобы определить закономерности их появления.
**********
За последнее столетие морские волны тепла стали более длинными и частыми во всем мире. Число морских периодов сильной жары увеличилось на 54 процента с 1925 по 2016 год с тенденцией к увеличению с 1982 года.
Ежегодный подсчет дней морской жары с 1900 по 2016 год в среднем по миру. (Эрик Оливер / Университет Далхаузи) Мы собрали более 100 лет данных о температуре поверхности моря по всему миру на основе измерений на судне, записей береговой станции и спутниковых наблюдений и искали изменения в том, как часто происходили морские волны тепла и как долго они длились.
Мы обнаружили, что с 1925 по 1954 г. и с 1987 по 2016 г. частота тепловых волн увеличилась на 34%, а их продолжительность увеличилась на 17%.
Эти долгосрочные тенденции можно объяснить продолжающимся повышением температуры океана. Учитывая вероятность продолжения потепления поверхности океана в течение 21-го века, мы можем ожидать, что в будущем в мире будет больше морских волн тепла, что будет иметь последствия для морского биоразнообразия.
**********
Цифры и статистика информативны, но вот что это значит под водой.
Морская экосистема, которая в начале 20-го века имела 30 дней экстремальной жары, теперь может испытывать 45 дней экстремальной жары. Это дополнительное воздействие может иметь пагубные последствия для здоровья экосистемы и экономических выгод, таких как рыболовство и аквакультура, получаемых из нее.
Ряд недавних морских волн тепла сделал именно это.
В 2011 году морская волна тепла в западной Австралии уничтожила лес водорослей и заменила его водорослями из дерна. Изменение экосистемы сохранялось даже после того, как температура воды вернулась к нормальной, сигнализируя о длительных или, возможно, даже постоянных изменениях.
Это же событие привело к повсеместной потере лугов морских водорослей в культовой зоне залива Акула, что повлекло за собой последствия для биоразнообразия, включая увеличение бактериального цветения, сокращение числа синих крабов, морских гребешков и здоровье зеленых черепах, а также сокращение долгосрочного накопления углерода в этих лесах. важные места обитания.
Точно так же морская волна тепла в заливе Мэн в 2012 году нарушила прибыльный промысел лобстеров. Теплая вода поздней весной позволила лобстерам перемещаться на берег раньше, чем обычно, что привело к раннему приземлению и неожиданному и значительному падению цен.
В последнее время устойчивый район с теплой водой в северной части Тихого океана, по прозвищу «Капля», оставался на месте в течение многих лет (2014–2016 годы) и вызывал закрытие рыбных промыслов, массовые гибели морских млекопитающих и вспышки вредоносного цветения водорослей вдоль побережья. Это даже изменило крупномасштабные погодные условия на северо-западе Тихого океана.
Примеры воздействия морской жары на экосистемы и виды. Обесцвечивание кораллов и отмирание морских водорослей (вверху справа и слева) повлияло на морскую среду обитания, оказав серьезное воздействие на окружающую среду. Массовая смертность и изменения в структуре пополнения коммерчески важных видов, таких как морское ушко и лобстеры (внизу слева и справа), имели социально-экономические последствия. (Дэн Смейл / MBA) По мере того, как глобальные температуры океана продолжают расти, а морские волны тепла становятся все более распространенными, морские экосистемы, на которые многие полагаются в плане продовольствия, средств к существованию и отдыха, будут становиться все менее стабильными и предсказуемыми.
**********
Антропогенное, вызванное человеком изменение климата связано с некоторыми из этих недавних морских волн тепла.
Например, выбросы парниковых газов человеком вызвали морскую волну тепла 2016 года в тропической Австралии, что привело к массовому обесцвечиванию Большого Барьерного рифа, вероятность возникновения которого в 53 раза выше.
Еще более драматично, что морская волна тепла в 2015-16 годах в Тасмановом море, продолжавшаяся более восьми месяцев и нарушившая рыбные и аквакультурные отрасли Тасмании, была более чем в 300 раз более вероятной благодаря антропогенному изменению климата.
Для ученых следующим шагом является количественная оценка будущих изменений при различных сценариях потепления. Насколько чаще они будут происходить? Насколько теплее они будут? И как долго они продлятся?
В конечном счете, ученые должны разработать прогнозы для политиков, менеджеров и промышленности, которые могли бы предсказать будущее воздействие морских волн тепла на недели или месяцы вперед. Наличие этой информации поможет менеджерам рыбного хозяйства знать, когда открывать или закрывать рыбный промысел, предприятиям аквакультуры планировать сроки сбора урожая, а менеджерам по консервации - осуществлять дополнительные усилия по мониторингу.
Прогнозы могут помочь в управлении рисками, но, в конце концов, нам по-прежнему необходимы срочные меры по сокращению выбросов парниковых газов и ограничению глобального потепления. Если нет, морские экосистемы настроены на все более сильные удары из-за сильной жары в океане.
Более подробную информацию об этом и связанных исследованиях можно найти на сайте www.marineheatwaves.org.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Эрик Оливер, доцент, Университет Далхаузи
Алистер Хобдей, старший ведущий научный сотрудник - океаны и атмосфера, CSIRO
Дэн Смейл, научный сотрудник по морской экологии, Морская биологическая ассоциация
Нил Холбрук, профессор Университета Тасмании
Томас Вернберг, будущий научный сотрудник ARC по морской экологии, Университет Западной Австралии
