为什么圣劳伦斯湾失去氧气

 

为什么圣劳伦斯湾失去氧气

一项新的研究将圣劳伦斯湾的快速脱氧与两股强大的潮流联系起来:墨西哥湾流和拉布拉多海流。

加拿大东部广阔,生物丰富的水道,流经北美五大湖,深受渔船,鲸鱼和游客的欢迎,其氧气损失速度几乎快于全球其他任何地方。

该论文出现在 自然气候变化,解释了大规模气候变化如何导致该水道较深部分的氧气水平下降。

“纽芬兰以南地区是海洋中最佳采样区域之一,”第一作者,华盛顿大学大气与海洋研究联合研究所研究员Mariona Claret说。 “这也是一个非常有趣的领域,因为它处于两个较大的大规模电流相互作用的十字路口。”

接近缺氧

自1920以来,加拿大渔业局已追踪圣劳伦斯地区盐度和温度的上升。 自1960以来,他们只监测氧气,并且下降趋势引起关注。

“在圣劳伦斯湾内部的观测显示氧气急剧下降,这正在达到缺氧状态,这意味着它不能完全支持海洋生物,”克拉雷特说。


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克拉雷特说,氧气下降已经被视为影响大西洋的狼吞虎咽,并且还威胁到大西洋鳕鱼,雪蟹和格陵兰大比目鱼都生活在深处。

为什么圣劳伦斯湾失去氧气墨西哥湾流和拉布拉多海流都在劳伦森海峡(Laurentian Channel)附近分开,这是圣劳伦斯湾(Gulf of St. Lawrence)内的一条深处通道。 反过来,墨西哥湾流对大西洋经向翻转环流的变化很敏感。 (图片来源:Mariona Claret /华盛顿)

“已经报道了该地区的氧气下降,但之前没有探索过的是潜在的原因,”在麦吉尔大学工作的克拉雷说。

调查结果证实,最近的一项研究表明,由于人类排放,过去一个世纪二氧化碳水平上升,墨西哥湾流向北移动,拉布拉多海流已经减弱。 新文件发现,这导致更多的墨西哥湾流的温暖,含盐和缺氧的水进入圣劳伦斯海道。

巨大的模拟

研究人员使用了国家海洋和大气管理局地球物理流体动力学实验室模型的输出,该模型是一种模拟世界海洋的高分辨率计算机模型,每8公里(5英里)有一个数据点。 使用10,000计算节点进行模拟运行需要9个月 - 即使按照全球气候模型的标准也是如此。

通过这种精确度,可以影响海洋环流的海岸线的漩涡和细节开始出现。 模型输出结合历史观察表明,随着二氧化碳水平的上升,湾流水取代了圣劳伦斯湾深处的拉布拉多海水。

拉布拉多海的风暴搅动了拉布拉多海流带来的水域,因此表面吸收的空气混合在远低于地表的地方。 然而,墨西哥湾流在稳定的水平层中更加分层; 顶层含有来自空气中的氧气,但海洋生物消耗了较低层的氧气。

接下来的事情是未知的

更重要的是,较温暖的墨西哥湾流在更深的地方同样致密,因此来自墨西哥湾流的更深,更缺氧的层遵循与拉布拉多流的富氧近地表水相同的密度路径。

“我们将海岸氧气的变化与开阔海洋中大规模海流的变化联系起来,”Claret说。

在该模型中,大规模海洋环流的变化导致圣劳伦斯湾的变暖和脱氧也与大西洋经向翻转环流的下降相对应,这是一种已知强烈影响北半球气候的海洋环流模式。

“能够将沿海变化与大西洋经向翻转环流联系起来是非常令人兴奋的,”克拉雷特说。

分析表明,在圣劳伦斯河深处观察到的氧气下降的一半仅仅是由于水温度较高而不能保持多少氧气。 另一半可能是由于其他因素造成的,例如两个电流和通道内的生物活动。

克拉雷特说,接下来会发生什么是未知的。 她说,圣劳伦斯的氧含量将取决于更大的问题,比如未来几十年人类将向大气排放多少二氧化碳,以及大规模洋流将如何应对。

欧洲研究理事会,西班牙经济和竞争力部,加拿大创新基金会和NOAA资助了这项工作。 其他共同作者来自巴塞罗那自治大学; 罗德岛大学; 加州大学洛杉矶分校; 新斯科舍省达尔豪斯大学; 加拿大渔业和海洋; 和NOAA的地球物理流体动力学实验室。

来源: 华盛顿大学

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