全球变暖让世界海洋失去记忆

使用最新一代地球系统模型的未来预测,最近发表在《科学进展》上的一项研究发现,在全球变暖的情况下,世界上大部分海洋正在稳步失去其每年的记忆。

与大气的快速天气波动相比,缓慢变化的海洋表现出强烈的持久性,或者说是“记忆”,这意味着明天的海洋温度很可能和今天很像,只是变化很小。因此,海洋记忆通常用于预测海洋状况。

海洋记忆下降被发现是气候模型对人类引起的变暖的集体反应。随着温室气体浓度继续上升,这种记忆力下降将变得越来越明显。

“我们通过检查海洋表面温度从一年到下一年的相似性作为海洋记忆的简单指标,发现了这种现象,”加利福尼亚州佩塔卢马法拉隆研究所的主要作者和研究员石慧说。“这几乎就像海洋正在发展健忘症一样。”

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海洋记忆被发现与海洋最上层的厚度有关,称为混合层。更深的混合层具有更大的热含量,这会带来更多的热惯性,从而转化为记忆。然而,大多数海洋上空的混合层会随着持续的人为变暖而变浅,从而导致海洋记忆力下降。

“其他过程,例如洋流的变化以及大气与海洋之间能量交换的变化,也有助于海洋记忆的变化,但混合层深度的浅化和由此导致的记忆衰退发生在全球所有地区,这使它成为考虑未来气候预测的一个重要因素,”华盛顿西雅图华盛顿大学的研究科学家、该研究的合著者罗伯特·琼林·威尔斯(RobertJnglinWills)说。

在低排放到高排放的不同变暖情景下的全球平均海洋记忆。信用:石,等。(2022)

随着海洋记忆力的下降,变薄的混合层也增加了海面温度的随机波动。结果,尽管未来一年到下一年,海洋的变化不会太大,但有助于预测的信号的比例大大减少。

夏威夷大学马诺阿海洋与地球科学学院大气科学教授金飞飞说:“海洋记忆的减少和随机波动的增加表明系统的内在变化和变暖条件下预测的新挑战。”技术,以及该研究的合著者。

海洋记忆丧失不仅会影响物理变量的预测,还会影响我们管理敏感海洋生态系统的方式。

“减少记忆意味着提前做出预测的时间更少。这可能会阻碍我们预测和准备海洋变化的能力,包括海洋热浪,众所周知,海洋热浪会导致世界各地的海洋生态系统发生突然和明显的变化,”说MichaelJacox是加利福尼亚州蒙特雷市NOAA渔业西南渔业科学中心的研究科学家,也是该研究的合著者。

在渔业管理中,用于种群评估的生物参数是在假设近期环境稳定的情况下估计的。海洋记忆的减少可能会导致这种估计不准确,因此需要在基于生态系统的渔业管理中采用新方法,包括实时海洋监测和其他类似工作。海洋记忆衰退也可能对生物资源种群产生影响。根据物种是否适应恒定或更多变化的环境条件,通过考虑海洋记忆丧失,可以更好地估计和预测其种群的未来变化。

除了海洋预测外,预测陆地对温度、降水和极端事件的影响也可能受到海洋记忆衰退的影响,因为它们依赖于海表温度的持续性作为可预测性来源。随着海洋记忆的持续下降,研究人员可能会面临寻找替代预测因子以进行熟练预测的挑战。

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