海洋正在发烧——亚洲科学家杂志
海洋正在发烧

越来越多的海洋热浪正在破坏水生生物的恢复能力,给沿海社区带来长期后果。

《亚洲科学家》(2024年4月26日)–2023年,包括印度、马来西亚、尼泊尔和日本在内的许多亚洲国家经历了严重的热浪。这些热浪融化了路面,降低了空气质量,并导致中暑死亡。但热浪的影响不仅限于陆地,还影响了海洋生物多样性。

尽管研究人员仍在弄清楚到底什么才是海洋热浪,但人们普遍认为这是海面温度异常高的时期。与陆地热浪一样,海洋热浪的定义是通过比较一年中特定时间内某一地区的正常温度范围。一个被广泛接受的海洋热浪定义是,五天或五天以上的温度仍然是该地区过去30年中最热的10%。海洋热浪会持续几天到几个月,对海洋及其所支持的生态系统产生不可逆转的影响。

海洋生物学家罗汉·阿瑟(Rohan Arthur)在接受《亚洲科学家杂志》(Asian Scientist Magazine)的采访时表示:“当海洋热浪袭来时,许多有领地的鱼类物种要么死亡,要么变得越来越小、越来越弱。阿瑟就职于总部位于印度迈索尔(Mysore)的非营利组织自然保护基金会(Nature Conservation Foundation)。他补充道:“这就是你开始看到依赖这些鱼类的当地渔业社区受到影响的时候。”。

几十年来一直使用包括卫星在内的各种方法跟踪海洋温度的科学家收集的数据表明,人为引起的气候变化——而不是海洋的自然气候变化——是海洋热浪的主要驱动因素。这些热浪也加剧了海洋逐渐变暖的后果。

2023年8月的一项研究发表于科学报告分析了1982年至2021年间孟加拉湾的温度数据。该研究发现,虽然2010年之前的期间每年有两到三次海洋热浪,但自那时以来,海湾每年平均超过五次热浪。最长的热浪持续了91天,发生在2021年。

本研究的发现得到了其他类似研究的支持;年出版的《1925年至2016年海洋热浪2018年分析》自然通信据报道,全球海洋热浪的频率和强度都在增加。国际自然保护联盟(International Union of Conservation of Nature)警告称,海洋热浪还将引发洪水、飓风和野火等极端天气事件。

但同时发生的另一个现象使海洋热浪的定义变得复杂:海洋逐渐变暖。在2023年发表的一篇评论中自然研究人员表示,尽快明确海洋热浪的定义,以避免误解,这一点很重要。

虽然海洋学家继续争论海洋热浪的阈值在哪里,但无可争议的是,它们正在损害海洋和依赖海洋的人们的健康。

 

海洋热浪物理

政府间气候变化专门委员会2021年的一份报告称,印度洋的变暖速度快于全球其他海洋。因此,亚洲国家未来面临着海洋热浪带来的巨大风险。如果不加以控制,这些事件可能会对亚洲的海洋食物网和渔业产生不可逆转的影响。

要最大限度地减少这种破坏,就需要采取紧急气候行动,尤其是减少化石燃料的排放。即使全球变暖限制在比工业化前的极限高1.5摄氏度,到本世纪末,海洋热浪日数估计将增加16倍。

海洋热浪主要以三种方式形成。印度热带气象研究所海洋学家辛格(Shikha Singh)表示:“一是大气辐射。”。第二种是水的水平运动,它可以从一个地方带来温暖的水,并在另一个地方积聚起来

第三个因素是海洋中的垂直过程。就像在煮沸的锅里一样,由于对流,热量从海底升起。辛格补充道:“但前两个原因足以引发热浪。”。第二个因素尤其重要,因为像厄尔尼诺这样的周期性天气模式会移动,并将温暖的水集中在特定地区,从而提高这些地区的平均地表温度。

气候变化加剧了厄尔尼诺的影响及其频率。例如,在日本,厄尔尼诺在2023年整个夏季和秋季造成了陆地和海洋热浪。海洋热浪还加剧了其他压力,如海水酸度增加和氧气消耗,尤其是靠近海岸的水域。在恶性循环中,这些物质会损害海洋生物物质的生产和营养物质循环能力。

 

对海洋生物多样性的影响

在狭小温度范围内繁衍生息的海洋物种或局限于某一地区的海洋物种受到海洋热浪的影响更为严重,因为它们无法忍受温度的急剧上升,导致其种群数量锐减。

同样,海洋热浪也将一些鱼类物种驱赶到更凉爽的水域,影响渔业社区的生计。2020年发表在《湖沼学与海洋学》上的一项研究表明,热浪也会导致海洋动物产生更少或质量更低的配子。

与鱼类一样,珊瑚也受到不利影响,尽管它们对海洋热浪有不同程度的抵御能力,这取决于它们的种类和位置。菲律宾迪利曼大学海洋科学研究所教授Aletta Yñiguez说:“当异常温暖的海水持续更长时间时,珊瑚就会发生漂白。”。

亚瑟同意Yñiguez的观点,他补充道:“你不会预料到热浪会对珊瑚系统造成直接后果。但所发生的后果是在几年或几十年后产生的后果。”,亚瑟和他的同事一直在记录阿拉伯海印度列岛拉克沙德韦岛珊瑚礁生态系统的海洋变暖结果。

一般来说,当温度恢复正常时,珊瑚礁可以恢复。复苏是长期的,需要10至15年的时间。亚瑟说:“但是,如果热浪来得更频繁,珊瑚礁就没有时间恢复了。”。

海洋热浪也影响到海洋较浅部分(大陆架)的海底,导致海带森林和海草床遭到破坏。众所周知,海带和海草在海洋中保留着大量的碳储量。它们的破坏将二氧化碳释放回大气,加剧了大气变暖。

 

建筑复原力

拉克沙德威群岛是由珊瑚碎片形成的约三十多个年轻岛屿组成的群岛,是海洋热浪如何威胁沿海社区的前沿地区之一。帕拉利岛1号是群岛中无人居住的岛屿之一,由于珊瑚漂白和海岸侵蚀,于2017年消失。

该群岛的其他岛屿目前正面临严重的气候压力。阿瑟和他的同事在2018年发表于《珊瑚礁》的一项研究中发现,1998年至2017年间,拉克沙德威群岛的珊瑚覆盖率从51.6%下降到11%。

如果珊瑚退化和海岸侵蚀继续,其他岛屿可能会遭遇帕拉利1号的命运。亚瑟强调说:“这让人怀疑这些岛屿还能维持多久的宜居性。”。

拉克沙德韦的经济严重依赖渔业。随着珊瑚健康状况的下降,它将影响珊瑚中的鱼类,进而对商业上重要的鱼类物种产生影响。珊瑚礁捕捞的激增也损害了珊瑚的恢复能力,导致恶性循环,很可能在未来毁灭该地区的鱼类种群,特别是影响到小渔民。

虽然气候模型在预测海洋热浪方面变得越来越好,但它们只能帮助地方一级进行短期规划和管理。长期应对需要社会或生物适应。

更好地了解海洋热浪以及不同物种如何应对热浪,将提高渔业的恢复能力。例如,更好的海洋热浪预测可以指导限制捕鱼或寻找可耕种的替代物种。如果某些商业上可行的物种在热浪中表现良好,渔业社区可以计划在这段时间重点关注它们。

Yñiguez说,“有必要讨论沿海社区的替代生计或其他应对措施,以减轻海洋热浪对生态系统的社会经济影响。”

本文于2024年1月首次在《亚洲科学家杂志》的印刷版上发表。
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Sachin Rawat是印度班加罗尔的自由科学作家兼记者。

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