Undersøgelser undersøger marine hedebølger, skiftende havstrømme

Nordamerika oplevede en række farlige hedebølger i løbet af sommeren 2020, slå rekorder fra kyst til kyst. I havet, ekstreme opvarmningsforhold bliver også hyppigere og intensere. To nye undersøgelser fra Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) undersøger marine hedebølger og strømme i udkanten af ​​kontinentalsoklen, som påvirker den regionale havcirkulation og det marine liv.

I et papir offentliggjort 17. september i Journal of Climate , WHOI oceanografer og samarbejdspartnere ved GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel i Tyskland bruger en ny model til at forstå, hvordan havprocesser påvirker marine hedebølger på dybden ud for Australiens vestkyst. Kendt som "Ningaloo Niño, "disse ekstreme opvarmningsbegivenheder har forårsaget massedødsfald af marine organismer, koralblegning, og potentielt permanente ændringer i økosystemet, som alle påvirker fiskeriet og de økonomier, der er afhængige af dem.

"Dette område er et hotspot til stigende temperatur og ekstreme begivenheder, med drastisk indvirkning på regionale marine arter, "sagde hovedforfatter Svenja Ryan." Det er vigtigt at forstå, hvor i vandsøjlen temperatur- og saltholdighedsændringer sker, så du kan bestemme, hvordan økosystemet vil blive påvirket. "

For første gang i det sydlige Indiske Ocean, Ryan og hendes medforfattere, WHOI fysiske oceanografer Caroline Ummenhofer og Glen Gawarkiewicz, viste, at virkningerne af marine hedebølger strækker sig til 300 meter eller mere under overfladen langs hele Australiens vestkyst. De fandt ud af, at i løbet af La Niña -årene, den sydstrømmende Leeuwin-strøm bliver stærkere og er forbundet med varme temperaturanomalier på større dybder. Disse forhold blev observeret under den marine hedebølge i 2011, der førte til den første registrerede koralblegning ved Ningaloo Reef, et verdensarvssted, og omfattende tab af en nærliggende tangskov. I perioder med El Niño, temperatur- og salthedsanomalierne forbundet med marine hedebølger er begrænset til havoverfladen, viser, at komplekse havprocesser spiller en vigtig rolle i dybden af ​​ekstreme begivenheder.

Ryan og hendes kolleger bruger en lignende modelleringsmetode til at studere marine hedebølger i det nordvestlige Atlanterhav. "Udfordringen, hvorend du går, er, at marine hedebølger har så mange drivere, "Ryan sagde." At forstå forskellige typer begivenheder og deres tilhørende dybdestruktur er afgørende for regional konsekvensanalyse og tilpasningsstrategier, såvel som til at forudsige potentielle ændringer i et fremtidigt klima. "

Mens modeller giver forskere mulighed for at forstå og forudsige ændringer i store havprocesser, disse modeller er afhængige af data indsamlet i marken. I en undersøgelse offentliggjort 30. august, 2020, i Journal of Geophysical Research :Oceaner , hovedforfatter Jacob Forsyth brugte 25 års oceanografiske data indsamlet af containerskibet (CMV) Oleander på dets ugentlige rejser mellem New Jersey og Bermuda. Disse målinger giver værdifuld indsigt i Mid-Atlantic Bight Shelfbreak Jet, en kølevandsstrøm, der strømmer sydpå langs kontinentalsoklen fra Labrador til Cape Hatteras.

Forsyth, en kandidatstuderende i MIT-WHOI Joint Program og hans medforfattere, Gawarkiewicz og WHOI fysisk oceanograf Magdalena Andres, bemærkede et tydeligt forhold mellem den aktuelle og ændrede havtemperatur. Shelfbreak Jet ændrer sig ikke kun sæsonmæssigt-bremser betydeligt fra vinter til sommer-de fandt også, at den var bremset med cirka 10 procent, siden dataindsamlingen begyndte i 1992. Jetets nedbremsning er i overensstemmelse med den langsigtede opvarmning af kontinentalsoklen.

"Shelfbreak Jet er forbundet med opblødning af næringsstoffer, som påvirker fiskeriets produktivitet, "sagde Gawarkiewicz." Efterhånden som marine hedebølger bliver hyppigere, vi er nødt til at forstå, hvordan det hænger sammen med jetflyet. "

Fra 2000, forskere begyndte at bemærke, at hvirvler af varm, saltvand, der bryder Golfstrømmen - kendt som "varme kerneringe" - var næsten fordoblet i antal fra New England sokkel. Disse ringe får ikke kun vandtemperaturen og saltindholdet til at stige, de skubber Shelfbreak Jet mod kysten, og nogle gange helt lukke eller vende retningen af ​​dens strømning. Forfatterne bemærkede, at skiftende strømme og temperaturer på kontinentalsoklen allerede har foranlediget ændringer i det centrale fiskeri i New England:koldglade hummer bevæger sig langsomt offshore, mens shortfin blæksprutter mere almindeligt findes tættere på kysten.

"Du kan kalde det et 'calamari comeback', hvor nogle af disse ringe kommer på kontinentalsoklen fyldt med blæksprutter. Andre har ingen, "sagde Gawarkiewicz." Jacobs arbejde er et vigtigt skridt i at opklare dette mysterium og hjælpe os med at forudsige, hvordan strømme og hyldetemperaturer vil reagere på ringe, der nærmer sig. "

De oceanografiske data indsamlet af CMV Oleander er afgørende for at forstå hurtigt skiftende dynamik i et komplekst system, sagde medforfatterne. Tidligere undersøgelser er afhængige af satellitdata, som er begrænset til målinger af havoverfladen over et bredt område. "At se på overfladen fortæller måske ikke hele historien om, hvad der sker, når ringe nærmer sig kontinentalsoklen, eller deres virkninger på opstandelse, "sagde Forsyth." Dette papir viser, hvor vigtigt det er at have denne form for langsigtet overvågning. "