Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Natur

Tropiske cykloner kan være en usandsynlig allieret i kampen mod havets hypoxi

Sammenligning af modelleret og observeret bundiltkoncentration i Det Østkinesiske Hav og Changjiang-mundingen. Kredit:Yang et al. 2024.

Tropiske cykloner, også kendt som orkaner og tyfoner, er meteorologiske fænomener, der opstår over tropiske og subtropiske oceaner, der oplever lavt atmosfærisk tryk, hvor vanddamp fra de varme oceaner kondenserer for at producere spiralformede skyformationer hundreder af meter brede. Den resulterende kraftige regn og vindhastigheder på over 74 miles i timen kan bringe ødelæggelser til samfund på deres vej, når disse tropiske storme går i land.



Men tropiske cykloner har også tydelige indvirkninger på det marine rige. Ny forskning, offentliggjort i Grænser i havvidenskab , har undersøgt sammenhængen mellem disse begivenheder og primær produktivitet i vores have.

Wen Yang, fra East China Normal University, og kolleger fokuserede specifikt på det østkinesiske hav, Stillehavet, for at bestemme, hvordan kredsløbet af ilt og næringsstoffer påvirkes, når en tropisk storm passerer gennem regionen. Cirka 46 % af de tropiske cykloner i det østkinesiske hav går i land langs landets østkyst.

Denne undersøgelse bygger på princippet om havforstyrrelser, der tilskynder til vertikal og lateral blanding af havvand, hvilket betyder, at dybere lag bliver bedre iltet, og næringsstoffer tilføres et bredere overfladeareal, så primærproducenter kan trives.

Mens førstnævnte scenarie hjælper med at lindre iltsvind og anoksi med dybde, betyder sidstnævnte, at der forbruges mere ilt i metaboliske processer til overlevelse og reproduktion. Derfor sigtede forskerholdet på at identificere, om tropiske cykloner har en netto positiv eller negativ indvirkning på havets iltning.

Ved at kombinere information om tropisk cyklonspor og hastighed fra tidligere hændelser med satellitobservationer af havvandfarve for at måle klorofylkoncentration (derfor estimerer overfladefytoplanktonproduktivitet) og beregningsmæssige simuleringer, identificerede forskerne ændringer i budgettet for opløst ilt.

Klorofylkoncentrationer i det østkinesiske hav bestemt ud fra satellitbilleder, før tyfon (G) sammenlignet med fem tyfonbegivenheder (H–L) i 2018. Kredit:Yang et al. 2024.

Overfladeklorofyldata afslørede høje koncentrationer af post-tropisk cyklon, men med tydelige ændringer i koncentration, placering og dybde mellem år. Dette blev yderligere undersøgt gennem modellering for at kompensere for skydække under cykloner, der forstyrrede satellitbilleder, hvor forskerne identificerede to stadier i ændringer i klorofylkoncentrationen.

Forud for en cyklon var der et mærkbart og hurtigt fald i klorofyl, før det steg i offshore-områder efter den tropiske storm passerede igennem. I anden fase faldt de høje offshore-klorofylkoncentrationer inden for 4-5 dage efter hændelsen, men en gradvis stigning nær kysten, især ud for Changjiang-mundingen. Derfor er højere klorofylkoncentrationer efter en tropisk storm tegn på øget produktivitet og forbrug af opløst ilt.

For Det Østkinesiske Hav fandt de ud af, at nøglefaktorerne, der påvirker iltning og primær produktivitet, var cyklonintensitet (som viser et lineært forhold), kombineret med afstanden mellem tyfonens bane og Changjiang-mundingen. Disse resulterede i positive ændringer i iltstrømmen mellem atmosfæren og havoverfladen, transport af ilt med vandbevægelse og hastigheden af ​​iltforbruget ved nedbrydning af organisk stof.

For deres undersøgelsesperiode fra 2011 til 2020 steg det modelbaserede iltbudget for havet efter passagen af ​​flere tropiske cykloner (generelt fem om året), hvilket tyder på, at der i sidste ende er en nettotilvækst i ilt til havet under disse begivenheder. Som følge heraf er der en netto positiv indvirkning på marine trofiske væv og økosystemets funktion som helhed.

Denne forskning er betydelig, da tropiske cykloners netto positive indvirkning på oceanernes iltning betyder, at den er en vigtig modvægt til problemer med deoxygenering og hypoxi (iltkoncentration <2 mg/l) i verdenshavene, forværret af menneskeskabte aktiviteter.

Efterhånden som klimaændringerne fortsætter, vil marine hedebølger sandsynligvis udløse flere af disse klimatologiske begivenheder. Som sådan resulterer tropiske cykloner i en paradoksal situation – mens der kan være ødelæggende konsekvenser på landjorden, kan havområdet meget vel trives som et resultat.

Flere oplysninger: Wen Yang et al., Effekter af tyfoner på primærproduktion og opløst ilt i det østkinesiske hav, Grænser i havvidenskab (2024). DOI:10.3389/fmars.2024.1376432

Journaloplysninger: Grænser i havvidenskab

© 2024 Science X Network




Varme artikler