為什麼聖勞倫斯灣失去氧氣

為什麼聖勞倫斯灣失去氧氣

一項新研究將聖勞倫斯灣的快速脫氧與兩股強大的潮流聯繫起來:墨西哥灣流和拉布拉多海流。

加拿大東部廣闊,生物豐富的水道,流經北美五大湖,深受漁船,鯨魚和遊客的歡迎,其氧氣損失速度幾乎快於全球其他任何地方。

該論文出現於 自然氣候變化,解釋了大規模氣候變化如何導致該水道較深部分的氧氣水平下降。


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“紐芬蘭以南地區是海洋中最佳採樣區域之一,”第一作者,華盛頓大學大氣與海洋研究聯合研究所研究員Mariona Claret說。 “這也是一個非常有趣的領域,因為它處於兩個較大的大規模電流相互作用的十字路口。”

接近缺氧

自1920以來,加拿大漁業局已追踪聖勞倫斯地區的鹽度和溫度上升。 自1960以來,他們只監測氧氣,並且下降趨勢引起關注。

“在聖勞倫斯灣內部的觀察結果顯示氧氣急劇下降,達到缺氧狀態,這意味著它不能完全支持海洋生物,”克拉雷特說。

克拉雷特說,氧氣下降已經被視為影響大西洋的狼吞虎咽,並且還威脅到大西洋鱈魚,雪蟹和格陵蘭大比目魚都生活在深處。

為什麼聖勞倫斯灣失去氧氣墨西哥灣流和拉布拉多海流都在Laurentian海峽附近分開,這是聖勞倫斯灣內的一條深水通道,兩條海流都在這裡。 反過來,墨西哥灣流對大西洋經向翻轉環流的變化很敏感。 (圖片來源:Mariona Claret /華盛頓大學)

“已經報導了該地區的氧氣下降,但之前沒有探索過的是潛在的原因,”在麥吉爾大學期間完成這項工作的克萊特說。

調查結果證實,最近的一項研究表明,由於人類排放,過去一個世紀二氧化碳水平上升,墨西哥灣流向北移動,拉布拉多海流已經減弱。 新文件發現,這導致更多的墨西哥灣流的溫暖,咸和缺氧水進入聖勞倫斯海道。

巨大的模擬

研究人員使用國家海洋和大氣管理局地球物理流體動力學實驗室模型的輸出,這是一種高分辨率計算機模型,模擬世界海洋,每8公里(5英里)有一個數據點。 使用10,000計算節點進行模擬運行需要9個月 - 即使按照全球氣候模型的標準也是如此。

通過這種精確度,可以影響海洋環流的海岸線的漩渦和細節開始出現。 模型輸出結合歷史觀察表明,隨著二氧化碳水平的上升,灣流水取代了聖勞倫斯灣深處的拉布拉多海水。

拉布拉多海中的風暴攪動了拉布拉多海流帶來的水域,因此表面吸收的空氣混合在遠低於地表的地方。 然而,墨西哥灣流在穩定的水平層中更加分層; 頂層含有來自上方空氣的氧氣,但海洋生物消耗了較低層的氧氣。

接下來的事情是未知的

更重要的是,較溫暖的墨西哥灣流在更深的地方同樣緻密,因此來自墨西哥灣流的更深,更缺氧的層遵循與拉布拉多流的富氧近地表水相同的密度路徑。

“我們將海岸氧氣的變化與開闊海洋中大規模海流的變化聯繫起來,”克拉雷特說。

在該模型中,大規模海洋環流的變化導致聖勞倫斯灣的變暖和脫氧也與大西洋經向翻轉環流的下降相對應,這是一種已知強烈影響北半球氣候的海洋環流模式。

“能夠將沿海變化與大西洋經向翻轉環流聯繫起來是非常令人興奮的,”克拉雷說。

分析表明,在聖勞倫斯河深處觀察到的氧氣下降的一半僅僅是由於水溫較高,而氧氣卻無法容納。 另一半可能是由於其他因素造成的,例如兩個電流和通道內的生物活動。

克拉雷特說,接下來會發生什麼是未知的。 她說,聖勞倫斯的氧含量將取決於更大的問題,比如未來幾十年人類將向大氣排放多少二氧化碳,以及大規模洋流將如何應對。

歐洲研究理事會,西班牙經濟和競爭力部,加拿大創新基金會和NOAA資助了這項工作。 其他共同作者來自巴塞羅那自治大學; 羅德島大學; 加州大學洛杉磯分校; 新斯科舍省達爾豪斯大學; 加拿大漁業和海洋; 和NOAA的地球物理流體動力學實驗室。

資源: 華盛頓大學

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