Mořská vlna veder - Marine heatwave

A mořská vlna veder (MHW) je krátké období abnormálně vysokých teplot v a moře nebo oceán. Mořské vlny veder jsou způsobeny řadou faktorů[1][2][3] a byly spojeny s vážnými změnami biologické rozmanitosti, jako je nemoc plýtvání hvězdami,[4][5] toxické květy řas,[6] a masová úmrtnost bentické komunity.[7]

Velké námořní vlny veder, jako je Velký bariérový útes 2002,[8] Středomoří 2003,[7] Severozápadní Atlantik 2012,[1][9] a severovýchodní Pacifik 2013-2016[10][11] měly drastické a dlouhodobé dopady na oceánografické a biologické podmínky v těchto oblastech.[7][12][6] The Mezivládní panel o změně klimatu (IPCC) zpráva o Globální oteplování o 1,5 ° C je „téměř jisté“, že globální oceán absorboval více než 90% přebytečného tepla v našich klimatických systémech, rychlost oteplování oceánů se zdvojnásobila a události MHW se od roku 1982 zdvojnásobily.[13] Pod RCP 4.5 a RCP 6 scénářů, s pokračujícím oteplováním oceánu budou mít vážné dopady na suchozemské a oceánské ekosystémy.[13][14][15]

Definice

Mořská vlna veder je diskrétní prodloužená anomálně teplá voda.[16] Požadavky na události teplé vody, které lze popsat jako MHW, jsou doba trvání 5 nebo více dnů, teploty vyšší než 90. percentil 30letých místních měření, ne více než 3 dny chlazení a vyskytující se v konkrétní oblasti.[16]

Nedávná práce Mezinárodní pracovní skupiny pro mořské vlny navrhla systém kategorizace, který umožní vědcům a tvůrcům politik definovat tyto extrémní události a studovat účinky na biologické systémy.[17]

Kategorie

Kategorie mořských vln, jak jsou definovány v Hobday et al. (2018)

The kvantitativní a kvalitativní kategorizace MHW, definovaná Mezinárodní pracovní skupinou pro mořské vlny, zavádí systém pojmenování, typologii a charakteristiky událostí MHW.[16][17] Systém pojmenování se používá podle místa a roku; například Středomoří 2003.[17][7] To umožňuje vědcům porovnat ovladače a charakteristiky každé události, geografické a historické trendy MHW a snadno komunikovat MHW události, které se vyskytují v reálném čase. Systém kategorizace je stupnice od 1 do 4.[17] Kategorie 1 je mírná událost, kategorie 2 je silná událost, kategorie 3 je závažná událost a kategorie 4 je extrémní událost. Kategorie použitá pro každou událost v reálném čase je definována primárně povrchová teplota moře anomálie (SSTA), ale z dlouhodobého hlediska zahrnují typologii a charakteristiky.[17] Typy MHW jsou Symetrické, Pomalý nástup, Rychlý nástup, Nízká intenzita a Vysoká intenzita.[16] Události MHW mohou mít několik kategorií, například pomalý nástup vysoké intenzity. Mezi charakteristiky událostí MHW patří doba trvání, intenzita (maximální, průměrná, kumulativní), rychlost nástupu, rychlost poklesu, oblasti a frekvence.[16]

Řidiči

Příklady regionálních oscilací ENSO, ASO a NAO převzaté z NOAA.org[18]

Ovladače událostí MHW lze rozdělit na místní procesy, teleconnection procesy a regionální klimatické vzorce.[1][2][3] K identifikaci střední hodnoty MHW byla navržena dvě kvantitativní měření těchto ovladačů povrchová teplota moře a variabilita teploty povrchu moře.[17][1][3] Na místní úrovni událostem MHW dominuje oceán advekce, toky vzduch-moře, termoklin stabilita a stres větru.[1] Procesy teleconnection odkazují na klimatické a povětrnostní vzorce, které spojují geograficky vzdálené oblasti.[19] Pro MHW je proces telekomunikačního připojení, který hraje dominantní roli atmosférické blokování /pokles, jet-stream oceánská poloha kelvinské vlny, regionální stres větru, teplý povrchová teplota vzduchu a sezónní klimatické oscilace. Tyto procesy přispívají k trendům regionálního oteplování, které neúměrně ovlivňují západní hraniční proudy.[1] Regionální klimatické vzorce, jako jsou například interdecadální oscilace El Niño jižní oscilace (ENSO) přispěly k událostem MHW, jako například „Blob „v severovýchodním Pacifiku.[20] Řidiči, kteří pracují na stupnici od biogeografické oblasti nebo Země jako celek jsou dekadální oscilace, například tichomořské dekadální oscilace (PDO), a antropogenní oteplování oceánu.[1][3][13]

Události

336 974 x 336 974 pixelů

Povrchové teploty moře byly zaznamenány od roku 1904 v Port Erin ve Velké Británii[3] a pokračovat prostřednictvím globálních organizací, jako je IPCC Mezinárodní pracovní skupina pro mořské vlny, NOAA, NASA, a mnoho dalších. Události lze identifikovat od roku 1925 do současnosti.[3] Níže uvedený seznam nepředstavuje úplné zastoupení všech zaznamenaných událostí MHW.

Seznam: 1) Středomoří 1999, 2003, 2006 [17][1][7] 2) Západní Austrálie 1999, 2011 [17][1][22] 3) NW Atlantic 2012, 2016 [17][1][9][23] 4) NE Pacific 2013–2016, „The Blob“ [10][11] 5) Velký bariérový útes 1998, 2002, 2016 [17][1][8] 6) Tasmanovo moře 2015[17][1]


Členění MHW 1999–2019
názevKategorieDoba trvání (dny)Intenzita (° C)Plocha (Mkm2)
Středomoří 1999181.9NA
Středomoří 20032105.50.5
Středomoří 20032284.61.2
Středomoří 20062334.0NA
Západní Austrálie 199931322.1NA
Západní Austrálie 20114664.90.95
Velký bariérový útes 20162554.02.6
Tasmanovo moře 201522522.7NA
Severozápadní Atlantik 201231324.30.1–0.3
Severovýchodní Pacifik 201537112.64.5–11.7
Santa Barbara 20153935.1NA

Biologické dopady

Změny v tepelném prostředí suchozemských a mořských organismů mohou mít drastické dopady na jejich zdraví a pohodu.[12][14] Ukázalo se, že události MHW zvyšují degradaci stanovišť,[15][24] změnit rozptyl rozsahu druhů,[12] zkomplikovat řízení environmentálně a ekonomicky důležitého rybolovu,[10] přispívat k hromadné morálce druhů,[7][6][4] a obecně přetvářet ekosystémy.[8][25] K degradaci stanovišť dochází změnami tepelného prostředí a následnou restrukturalizací a někdy úplnou ztrátou biogenních stanovišť, jako jsou mořská tráva postele, korály, a řasy.[15][24] Tato stanoviště obsahují významnou část biologické rozmanitosti oceánů.[12] Změny v současných systémech oceánů a místním tepelném prostředí posunuly mnoho tropických druhů na sever, zatímco mírné druhy ztratily své jižní limity. Velký rozsah posunů spolu s ohnisky toxické květy řas ovlivnil mnoho druhů napříč taxony.[6] Hospodaření s těmito postiženými druhy je stále obtížnější, protože migrují přes hranice managementu a web s potravinami dynamický posun. Pokles početnosti druhů, jako je hromadná úmrtnost 25 bentický druhy ve Středomoří v roce 2003, Sea Star Wasting Disease, a bělení korálů události byly spojeny se zvýšením teploty povrchu moře.[7][12][4] Dopad častějších a delších událostí MHW bude mít drastické důsledky pro rozšíření druhů.[13]

Předpokládané efekty

Změny oceánské atmosféry mezi lety 1925–1954 a 1987–2016 ukazují 34% nárůst frekvence, 17% prodloužení trvání a 54% zvýšení celkového ročního počtu dní při MHW pomocí simulace IPCC RCP MHW globální průměrná předpověď RCP 4.5 a RCP 6.0.[15] Dne 24. Září 2019 zveřejnil IPCC svou zprávu o oceánu a oceánu Kryosféra v měnícím se klimatu “, a tato zpráva MHW jsou uváděny 72krát. RCP scénáře 2,6–8,5 ukazují globální průměrné povrchové teploty stoupající o 1,6–2,0 ° C mezi lety 2031–2050 a nadále stoupající na 1,6–4,3 ° C mezi lety 2081–2100.[13] U povrchových teplot moře to vede k průměrnému nárůstu o 0,9–1,3 ° C mezi lety 2031–2050 a zvýšení o 1,0–3,7 ° C mezi lety 2081–2020.[13] Mnoho druhů již tyto teplotní posuny zažívá v průběhu událostí MHW.[16][17] S rostoucí globální průměrnou teplotou a extrémními teplotními jevy existuje mnoho zvýšených rizikových faktorů a dopadů na zdraví mnoha pobřežních a vnitrozemských komunit.[14]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l Holbrook, Neil J .; Scannell, Hillary A .; Sen Gupta, Alexander; Benthuysen, Jessica A .; Feng, Ming; Oliver, Eric C. J .; Alexander, Lisa V .; Burrows, Michael T .; Donat, Markus G .; Hobday, Alistair J .; Moore, Pippa J. (2019-06-14). „Globální hodnocení mořských vln a jejich hnacích sil“. Příroda komunikace. 10 (1): 2624. Bibcode:2019NatCo..10.2624H. doi:10.1038 / s41467-019-10206-z. ISSN  2041-1723. PMC  6570771. PMID  31201309.
  2. ^ A b Oliver, Eric C. J. (01.08.2019). „Střední oteplování, ne variabilita, řídí trendy mořských vln“. Dynamika podnebí. 53 (3): 1653–1659. Bibcode:2019ClDy ... 53.1653O. doi:10.1007 / s00382-019-04707-2. ISSN  1432-0894. S2CID  135167065.
  3. ^ A b C d E F Oliver, Eric C. J .; Donat, Markus G .; Burrows, Michael T .; Moore, Pippa J .; Smale, Dan A .; Alexander, Lisa V .; Benthuysen, Jessica A .; Feng, Ming; Sen Gupta, Alex; Hobday, Alistair J .; Holbrook, Neil J. (10.04.2018). „Delší a častější mořské vlny vedené v minulém století“. Příroda komunikace. 9 (1): 1324. Bibcode:2018NatCo ... 9.1324O. doi:10.1038 / s41467-018-03732-9. ISSN  2041-1723. PMC  5893591. PMID  29636482.
  4. ^ A b C Bates, AE; Hilton, BJ; Harley, CDG (09.11.2009). „Vliv teploty, sezóny a lokality na plýtvání chorobami v kořenové kořisti dravé mořské hvězdy Pisaster ochraceus“. Nemoci vodních organismů. 86 (3): 245–251. doi:10.3354 / dao02125. ISSN  0177-5103. PMID  20066959.
  5. ^ Eisenlord, Morgan E .; Groner, Maya L .; Yoshioka, Reyn M .; Elliott, Joel; Maynard, Jeffrey; Fradkin, Steven; Turner, Margaret; Pyne, Katie; Rivlin, Natalie; van Hooidonk, Ruben; Harvell, C. Drew (05.03.2016). „Úmrtnost okrové hvězdy během epizootie plýtvání chorobami v roce 2014: role struktury a teploty populace“. Filozofické transakce Královské společnosti B: Biologické vědy. 371 (1689): 20150212. doi:10.1098 / rstb.2015.0212. PMC  4760142. PMID  26880844.
  6. ^ A b C d McCabe, Ryan M .; Hickey, Barbara M .; Kudela, Raphael M .; Lefebvre, Kathi A .; Adams, Nicolaus G .; Bill, Brian D .; Gulland, Frances M. D .; Thomson, Richard E .; Cochlan, William P .; Trenérka, Vera L. (2016-10-16). „Nebývalý toxický růst řas po celém pobřeží spojený s neobvyklými podmínkami oceánu“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 43 (19): 10366–10376. Bibcode:2016GeoRL..4310366M. doi:10.1002 / 2016 GL070023. ISSN  0094-8276. PMC  5129552. PMID  27917011.
  7. ^ A b C d E F G Garrabou, J .; Coma, R .; Bensoussan, N .; Bally, M .; Chevaldonné, P .; Cigliano, M .; Diaz, D .; Harmelin, J. G .; Gambi, M. C .; Kersting, D. K .; Ledoux, J. B. (květen 2009). „Masová úmrtnost ve skalních bentických komunitách severozápadního Středomoří: účinky vlny veder 2003“. Globální biologie změn. 15 (5): 1090–1103. Bibcode:2009GCBio..15.1090G. doi:10.1111 / j.1365-2486.2008.01823.x.
  8. ^ A b C Frölicher, Thomas L .; Laufkötter, Charlotte (prosinec 2018). „Vznikající rizika z mořských vln vedra“. Příroda komunikace. 9 (1): 650. Bibcode:2018NatCo ... 9..650F. doi:10.1038 / s41467-018-03163-6. ISSN  2041-1723. PMC  5811532. PMID  29440658.
  9. ^ A b Výzkumný ústav v zálivu Maine; Pershing, Andrew; Mills, Katherine; Dayton, Alexa; Franklin, Bradley; Kennedy, Brian (01.06.2018). „Důkazy o adaptaci z mořských vln 2016 v severozápadním Atlantiku“. Oceánografie. 31 (2). doi:10.5670 / oceanog.2018.213.
  10. ^ A b C Scripps Institution of Oceanography; Cavole, Leticia; Demko, Alyssa; Diner, Rachel; Giddings, Ashlyn; Koester, Irina; Pagniello, Camille; Paulsen, May-Linn; Ramirez-Valdez, Arturo; Schwenck, Sarah; Yen, Nicole (2016). „Biologické dopady anomálií teplé vody v severovýchodním Pacifiku 2013–2015: vítězové, poražení a budoucnost“. Oceánografie. 29 (2). doi:10.5670 / oceanog.2016.32.
  11. ^ A b Gentemann, Chelle L .; Fewings, Melanie R .; García-Reyes, Marisol (2016-01-16). „Satelitní povrchové teploty moře podél západního pobřeží Spojených států během mořských vln veder severovýchodního Pacifiku v letech 2014–2016: pobřežní SST během“ Blob"". Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 44 (1): 312–319. doi:10.1002 / 2016GL071039.
  12. ^ A b C d E Smale, Dan A .; Wernberg, Thomas; Oliver, Eric C. J .; Thomsen, Mads; Harvey, Ben P .; Straub, Sandra C .; Burrows, Michael T .; Alexander, Lisa V .; Benthuysen, Jessica A .; Donat, Markus G .; Feng, Ming (duben 2019). „Mořské vlny vedou k ohrožení globální biologické rozmanitosti a poskytování ekosystémových služeb“. Přírodní změna podnebí. 9 (4): 306–312. Bibcode:2019NatCC ... 9..306S. doi:10.1038 / s41558-019-0412-1. ISSN  1758-6798. S2CID  91471054.
  13. ^ A b C d E F „Zvláštní zpráva o oceánu a kryosféře v měnícím se podnebí - zvláštní zpráva o oceánu a kryosféře v měnícím se podnebí“. Citováno 2019-09-29.
  14. ^ A b C Greene, Scott; Kalkstein, Laurence S .; Mills, David M .; Samenow, Jason (říjen 2011). „Zkoumání změny klimatu v případě extrémních veder a vztahů klimatu a úmrtnosti ve velkých městech v USA“. Počasí, podnebí a společnost. 3 (4): 281–292. doi:10.1175 / WCAS-D-11-00055.1. ISSN  1948-8327. S2CID  49322487.
  15. ^ A b C d Salinger, M. James; Renwick, James; Behrens, Erik; Mullan, A Brett; Diamond, Howard J; Sirguey, Pascal; Smith, Robert O; Trought, Michael CT; Alexander, Lisa; Cullen, Nicolas J; Fitzharris, B Blair (12.04.2019). „Bezprecedentní letní vlna veder oceánské atmosféry v oblasti Nového Zélandu 2017/18: hnací síly, mechanismy a dopady“. Dopisy o výzkumu životního prostředí. 14 (4): 044023. Bibcode:2019ERL .... 14d4023S. doi:10.1088 / 1748-9326 / ab012a. ISSN  1748-9326.
  16. ^ A b C d E F Hobday, Alistair J .; Alexander, Lisa V .; Perkins, Sarah E .; Smale, Dan A .; Straub, Sandra C .; Oliver, Eric C. J .; Benthuysen, Jessica A .; Burrows, Michael T .; Donat, Markus G .; Feng, Ming; Holbrook, Neil J. (2016-02-01). „Hierarchický přístup k definování mořských vln“ (PDF). Pokrok v oceánografii. 141: 227–238. Bibcode:2016PrOce.141..227H. doi:10.1016 / j.pocean.2015.12.014. ISSN  0079-6611.
  17. ^ A b C d E F G h i j k l CSIRO; Hobday, Alistair; Oliver, Eric; Sen Gupta, Alex; Benthuysen, Jessica; Burrows, Michael; Donat, Markus; Holbrook, Neil; Moore, Pippa; Thomsen, Mads; Wernberg, Thomas (01.06.2018). „Kategorizace a pojmenování mořských vln“. Oceánografie. 31 (2). doi:10.5670 / oceanog.2018.205.
  18. ^ „NOAA Climate.gov | věda a informace pro klimaticky inteligentní národ“. www.climate.gov. Citováno 2019-09-30.
  19. ^ Gu, D. (07.02.1997). „Interdecadální výkyvy klimatu, které závisí na výměnách mezi tropy a extratropy“. Věda. 275 (5301): 805–807. doi:10.1126 / science.275.5301.805. PMID  9012341. S2CID  2595302.
  20. ^ Schwing, Franklin B .; Mendelssohn, Roy; Bograd, Steven J .; Overland, James E .; Wang, Muyin; Ito, Shin-ichi (10.02.2010). „Změna klimatu, vzorce telekonfigurace a regionální procesy nutící mořské populace v Pacifiku“. Journal of Marine Systems. Dopad proměnlivosti podnebí na mořské ekosystémy: komparativní přístup. 79 (3): 245–257. Bibcode:2010JMS .... 79..245S. doi:10.1016 / j.jmarsys.2008.11.027. ISSN  0924-7963.
  21. ^ "The blob | Earthdata". earthdata.nasa.gov. Citováno 2019-09-30.
  22. ^ Pearce, Alan F .; Feng, Ming (01.02.2013). „Vzestup a pokles„ mořské vlny “u západní Austrálie během léta 2010/2011.“ Journal of Marine Systems. 111–112: 139–156. Bibcode:2013JMS ... 111..139P. doi:10.1016 / j.jmarsys.2012.10.009. ISSN  0924-7963.
  23. ^ Herring, Stephanie C .; Hoell, Andrew; Hoerling, Martin P .; Kossin, James P .; Schreck, Carl J .; Stott, Peter A. (prosinec 2016). „Úvod k vysvětlování extrémních událostí roku 2015 z pohledu klimatu“. Bulletin of American Meteorological Society. 97 (12): S1 – S3. Bibcode:2016 BAMS ... 97S ... 1H. doi:10.1175 / BAMS-D-16-0313.1. ISSN  0003-0007.
  24. ^ A b Galli, Giovanni; Solidoro, Cosimo; Lovato, Tomas (11.05.2017). „3D mapy nebezpečí mořských vln a riziko pro organismy s nízkou pohyblivostí v hřejivém Středozemním moři“. Frontiers in Marine Science. 4: 136. doi:10.3389 / fmars.2017.00136. ISSN  2296-7745.
  25. ^ Wernberg, T .; Bennett, S .; Babcock, R. C .; de Bettignies, T .; Cure, K .; Depczynski, M .; Dufois, F .; Fromont, J .; Fulton, C. J .; Hovey, R. K.; Harvey, E. S. (2016-07-08). „Změna klimatu řízeného režimu mírného mořského ekosystému“. Věda. 353 (6295): 169–172. Bibcode:2016Sci ... 353..169W. doi:10.1126 / science.aad8745. ISSN  0036-8075. PMID  27387951.

externí odkazy