Sæsonbestemt variation i søers miljøprocesser afslører modtagelighed for klimaændringer

En ny undersøgelse har vist, hvordan klimaændringer kan påvirke økosystemerne i planetens største søer ved at afsløre forskellige niveauer, hvor deres vandlag er blandet sammen gennem årstiderne. Når klimaet bliver varmt, ændringer i denne proces i vintermånederne kan påvirke iltniveauer og andre vitale naturlige miljøsystemer.

Blanding, forårsaget af naturlig turbulens i dybe vandområder, styrer varmebevægelsen, ilt, næringsstoffer og forurenende stoffer mellem forskellige lag og spiller derfor en stor rolle i at forme, hvordan økosystemer tilpasser sig miljøkræfter. I søer og andre indre vandområder, hvor tidevandsstrømmene er svage, den energi, der kræves til blanding, leveres af vind, der blæser i overfladen, som aktiverer strømme i vandlegemet.

Til denne nye undersøgelse, et internationalt studiehold brugte den 100 kvadratmeter store forskningsplatform LéXPLORE, flyder i Genèvesøen, til løbende at måle vindhastighed, søstrømhastigheder og temperatur, i det indre af vandmassen og nær sedimentet, for en hel sæsoncyklus.

Fundene, udgivelse af tidsskriftet Naturkommunikation Jord &Miljø , viste, at energibanerne er styret af sæsonbestemte ændringer i vindintensiteten og forskellige lag af tæthed i vandet. I sommers, blanding er svagere og begrænset til det indre af vandlegemet; dette er resultatet af lettere vinde og den stabilitet, der skabes af varme fra solen, som bevarer vindenergien i de øverste vandlag.

I den mere blæsende vintersæson, blandingen var tre gange stærkere og det meste foregik i de nederste grænselag over søsedimenterne.

Undersøgelsen blev ledet af Dr. Bieito Fernández Castro, en stipendiat ved University of Southampton, der begyndte studiet, mens han arbejdede ved École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Schweiz.

Dr. Fernández Castro sagde:"Indre ferskvandsforekomster som søer er en vigtig ressource for de samfund, der bor omkring dem; de kan levere drikkevand, mad, generere energi og tilbyde rekreative muligheder. Men denne tætte interaktion betyder også, at de står over for trusler fra menneskelige faktorer såsom klimaopvarmning."

Tidligere undersøgelser af blanding i søer har stået over for tekniske og operationelle udfordringer med at måle turbulens i marken med tilstrækkelig tidsmæssig dækning og opløsning. Dette er derfor den første, det er første gang, at en sådan variabilitet er blevet registreret, afslører risikoen for den naturlige blandingsproces ved stigende globale temperaturer.

"Dette arbejde illustrerer vigtigheden af ​​at overvåge søstrømme og turbulens over lange perioder for at forstå deres reaktion på klimaændringer. Vores resultater viser, at varmere klimaer i vintermånederne i høj grad kan påvirke mønstrene for turbulent blanding, især i de nederste lag. Dette kan igen have en betydelig effekt på en søs iltniveauer, resuspension af sedimenter - hvor partikler på bundet omfordeles inden for søens vandlag - og andre vitale miljøprocesser, " konkluderede Dr. Fernández Castro.

Holdet anbefaler også, at mange spørgsmål forbliver åbne for yderligere forskning, især omkring variabiliteten af ​​denne proces nær kysterne sammenlignet med åbent vand og på reaktionen af ​​nær overfladeblanding til stærk, episodiske vindhændelser.