从深海到地表-气候、上升流和海洋生态系统之间的联系

时间:2020-04-17 21:01 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

从深海到地表-气候、上升流和海洋生态系统之间的联系

上升流是指深水、冷水涌向海面的过程。一般来说,由于上升流而上升到地表的水更冷,而且富含营养。这就是为什么沿海上涌生态系统是世界上最具生产力的生态系统之一,并支撑着世界上许多最重要的渔业的原因。

例如,东部边界上升流系统(如),如加利福尼亚海流系统(钙),加纳利当前系统(CanCS),洪堡当前系统(高碳钢)和本格拉当前系统(BenCS),是最多产的海洋生态系统之一,提供全球渔获量的20%,虽然他们只覆盖海洋约占总数的1%。沿海岸的表面风,迫使近海水运输和表面流动的散度,从而把营养丰富的深水提升到透光层。除了阳光之外,这些营养丰富的上升水还维持着浮游植物的繁盛,而这些浮游植物是水生食物网的基础。

了解EBUS的驱动因素并监控EBUS的变化正变得越来越重要:许多研究实际上已经记录了EBUS生态系统结构的十年尺度的趋势和变化。沿海变暖加剧了水体分层,可能会限制上升流将营养丰富的深水带至水面的有效性。上升风的增加或减少也可能减轻或扩大沿海变暖的影响。沿海波浪还可能影响水柱分层,调节沿海生物地球化学条件,触发温跃层的垂直位移,从而控制地下异常(如盐度),从而影响EBUS的生产力。

此外,我们不得不提到的影响主要海气大规模流程:厄尔尼诺南方涛动(ENSO),太平洋年代际振荡(PDO),北太平洋环流振荡(NPGO),北大西洋涛动(NAO),《大西洋数十年震荡(AMO)似乎发挥了作用在控制上升流的变化。

一项研究发表在《自然》科学报告旨在理解相干和非相干性的低频变化在整个欧洲,并探讨如何与大规模的气候模式与建模的目的和研究年际主要的东部边界上升流的年代际变化系统。

领导的研究中,科学家会博尼诺,研究员CMCC ODA-Ocean建模和数据同化,和由CMCC科学家西蒙娜Masina Dorotea Iovino, Emanuele Di Lorenzo从乔治亚理工学院,专注于量化迫使动力学(如近岸风,风应力旋度,温跃层深度)控制低频调节在每个欧洲虽然针对识别如何迫使与大规模气候动力学,最终了解大规模气候动力学在多大程度上影响了EBUS上的相干信号。

研究人员利用1958年至2015年的尼莫模型的全球涡流允许配置,模拟了上升流区域的海洋动力学。为了量化上升流,他们在模拟中引入了一套被动示踪剂,这些示踪剂在每个EBUS的地下层(150-250米)持续释放,覆盖了从海岸到离岸50公里的区域。

“结果突出了每一辆EBUS在司机和气候变化方面的独特性,”Giulia Bonino解释说。“局部(例如,强迫风、分层和温跃层深度)和远处(例如,沿海截留波的通道)的强迫作用,在每一个EBUS中有不同的贡献,似乎控制了年际上升流的变化。因此,为了预测和提出关于上升流的长期变化的假设,确定一个合适的上升流指数与各个领域的主要驱动力之间的关系是至关重要的。特别是,海岸风的变化和分层必须被视为气候变化下上涌变化的潜在竞争性或互补性驱动因素。”

研究中涉及的第二个重要问题是大规模气候变化对长期上升流的影响,以及EBUS上一致的低频变化的程度。朱利亚·博尼诺解释说:“与气候模式相关的变化可能对预测未来年际到十年的时间尺度上的扰动很重要。”“我们的研究结果表明,全球变暖的迹象,以气候变化中强劲的上升风为特征,只在本格拉星系中明显。从更广泛的气候角度来看,除了众所周知的ENSO对太平洋系统的影响外,EBUS并不共享可变性。因此,大西洋和太平洋上升流系统似乎是相互独立的。将目前的分析扩展到更长的时期,采用耦合模型和相同的被动示迹方法,将有助于澄清这些问题,使结果能够进行比较,并确认上升流系统之间任何意外的远动联系。”

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