Морская волна тепла 2013–2016 годов, известная как «Капля», согрела обширные пространства поверхностных вод в северо-восточной части Тихого океана, нарушив морские экосистемы западного побережья, подавив возвращение лосося и нанеся ущерб коммерческому рыболовству. Это также вызвало волну исследований экстремального потепления поверхностных вод океана.

Но, как показывают новые исследования NOAA, морские тепловые волны возникают и глубоко под водой.

В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, группа под руководством исследователей NOAA использовала комбинацию наблюдений и компьютерных моделей для получения первой широкой оценки донных морских тепловых волн в продуктивных водах континентального шельфа, окружающих Северную Америку.

«Исследователи изучают морские тепловые волны на поверхности моря уже более десяти лет», — сказал ведущий автор Диллон Амайя, научный сотрудник Лаборатории физических наук NOAA. «Это первый раз, когда мы смогли по-настоящему погрузиться глубже и оценить, как эти экстремальные явления разворачиваются на мелководье морского дна».

Волны морской жары резко влияют на здоровье океанских экосистем по всему миру, нарушая продуктивность и распространение организмов, таких мелких, как планктон, и таких крупных, как киты. В результате были предприняты значительные усилия для изучения, отслеживания и прогнозирования времени, интенсивности, продолжительности и физических факторов этих событий.

Большая часть этих исследований была сосредоточена на экстремальных температурах на поверхности океана, для которых есть еще много высококачественных наблюдений, сделанных спутниками, кораблями и буями. Температура поверхности моря также может быть индикатором многих физических и биохимических характеристик чувствительных морских экосистем океана , что упрощает анализ.

Около 90% избыточного тепла от глобального потепления было поглощено океаном, который за последнее столетие нагрелся примерно на 1,5 градуса Цельсия. За последнее десятилетие морские волны тепла участились примерно на 50%.

В последние годы ученые активизировали усилия по исследованию морских тепловых волн в толще воды, используя имеющиеся ограниченные данные. Но предыдущие исследования не касались экстремальных температур на дне океана вдоль континентальных шельфов, которые обеспечивают критическую среду обитания для важных промысловых видов, таких как омары, морские гребешки, крабы, камбала, треска и другие донные рыбы.

Из-за относительной нехватки наборов данных о температуре придонной воды ученые использовали продукт данных под названием «повторный анализ» для проведения оценки, которая начинается с имеющихся наблюдений и использует компьютерные модели, имитирующие океанские течения и влияние атмосферы, чтобы «заполнить данные». пробелы». Используя аналогичную технику, ученые NOAA смогли реконструировать глобальную погоду до начала 19 века.

Хотя повторный анализ океана существует уже давно, он только недавно стал достаточно совершенным и имеет достаточно высокое разрешение, чтобы исследовать особенности океана, включая температуру дна, вблизи побережья.

Исследовательская группа из NOAA, CIRES и NCAR обнаружила, что на континентальных шельфах вокруг Северной Америки донные морские волны тепла, как правило, сохраняются дольше, чем их поверхностные аналоги, и могут иметь более сильные сигналы потепления, чем вышележащие поверхностные воды. Придонные и поверхностные морские волны тепла могут возникать одновременно в одном и том же месте, особенно в мелководных районах, где смешиваются поверхностные и придонные воды.

Но придонные морские волны тепла также могут возникать при незначительных признаках потепления на поверхности или вообще без них, что имеет важные последствия для управления важными с коммерческой точки зрения рыбными промыслами. «Это означает, что это может происходить без ведома менеджеров, пока не начнут проявляться последствия», — сказал Амайя.

Согласно исследованию 2021 года, в 2015 году сочетание вредоносного цветения водорослей и утраты среды обитания в лесах водорослей у западного побережья США, вызванных The Blob, привело к закрытию промыслов моллюсков, что обошлось экономике более чем в 185 миллионов долларов. . Коммерческий промысел крабов Дандженесс в трех штатах зафиксировал убыток в размере 97,5 миллионов долларов, затронувший как племенной, так и неплеменной промысел. Прибрежные общины Вашингтона и Калифорнии потеряли в совокупности 84 миллиона долларов туристических расходов из-за закрытия рекреационных промыслов моллюсков и морских ушек.

В 2021 году исследование донных рыб, опубликованное NOAA Fisheries, показало, что треска в заливе Аляска резко упала во время The Blob, и ее численность снизилась на 71% в период с 2015 по 2017 год. С другой стороны, молодые донные рыбы и другие морские существа в Северо-Калифорнийском течении Система процветала в беспрецедентных условиях океана, говорится в статье 2019 года, проведенной Орегонским государственным университетом и исследователями рыболовства NOAA.

Необычно высокая температура придонной воды также была связана с распространением инвазивной крылатки вдоль юго-востока США, обесцвечиванием кораллов и последующим сокращением численности рифовых рыб, изменениями в выживаемости молоди атлантической трески и исчезновением прибрежных популяций омаров в южной части Нью-Йорка. Англия.

Авторы говорят, что будет важно сохранить существующие системы мониторинга континентального шельфа и разработать новые возможности мониторинга в режиме реального времени, чтобы предупреждать управляющих морскими ресурсами об условиях нагревания дна.

«Мы знаем, что раннее распознавание морских тепловых волн необходимо для упреждающего управления прибрежными водами океана», — сказал соавтор Майкл Джейкокс, океанограф-исследователь, который делит свое время между Юго-западным научным центром рыболовства NOAA и Лабораторией физических наук. «Теперь ясно, что нам нужно уделять больше внимания дну океана, где живут некоторые из наиболее ценных видов и могут испытывать волны тепла , совершенно отличные от тех, что на поверхности ».