2019-08-18 06:16:01
萨利希海对气候变化影响的恢复力

萨利希海对气候变化影响的恢复力.jpg

萨利什海的生态在2095年会是什么样子?

对于居住在华盛顿州普吉特海湾和不列颠哥伦比亚省西南部深水区的这个错综复杂,相互连接的沿海水道,入口,海湾和河口网络沿线和附近的数百万人来说,这是一个重要的问题。

来自PNNL的一个研究小组发现内部的萨利希海具有弹性,未来对气候变化的反应 - 虽然重要 - 将不如开阔海域那么严重。

建立萨利希海生态图

气候变化是从热带到极地地区的全球性问题,但影响往往是当地最受关注的问题。这就是为什么美国陆军工程兵团的气候准备和恢复计划资助PNNL来更好地了解萨利希海的未来 - 它的生态将如何应对气温升高,海平面上升和养分负荷增加。

该研究的重点是关键参数,如藻类大量繁殖,海洋酸化以及每年出现的缺氧症 - 一种以低水平溶解氧为特征的疾病。这些都是今天和未来几十年里萨利希海所关注的生态问题。

研究人员使用了萨利希海模型,该模型由PNNL与华盛顿州生态部合作开发,并通过美国环境保护局的资助。该模型是用于沿海河口研究,恢复规划,水质管理和气候变化响应评估的预测性海洋模拟工具。 2018年,PNNL科学家用它来准确模拟Salish Sea对人为营养负荷的响应,如肥料径流和废水排放(Khangaonkar等,2018)。

根据PNNL项目经理Tarang Khangaonkar的说法,2018年里程碑式成功 - 萨利希海生物地球化学循环的成功预测,包括历史上以质量差和鱼类死亡而闻名的遗址的发生,时间和持续时间 - 使得最近的研究成为可能。 “这项研究确定我们的模型运行得很稳健,因此我们能够应用它来回答新的问题 - 找出这个水体如何随着气候变化而变化,”他说。

为了应对这一挑战,PNNL研究人员应用国家大气研究中心的社区地球系统模型(一种众所周知且经常应用的全球气候模型)的缩减输出来推动Salish Sea模型。该小组模拟了相对于2000年代表性浓度路径8.5(RCP8.5)温室气体排放情景下95年变化的单一预测。这相当于政府间气候变化专门委员会(IPCC)的高排放情景与未经检查的温室气体排放相对应的第5次评估报告。生态系通过提供输入数据,例如流域和废水排放物进入海洋,同时考虑到未来的土地利用变化和人口增长。

研究结果:2095年的萨利希海

发表在JGR Oceans杂志上,“Salish Sea对全球气候变化,海平面上升和未来营养负荷的反应”(Khangaonkar T,A Nugraha,W Xu和K Balaguru,2019)预测到2095年对萨利希海的影响,包括更高的水温(+ 1.5°C),更高的海平面(+1.5米),更高的酸化和更低的溶解氧水平。

预计这个6,900平方英里的水体中每年反复缺氧的区域将从目前总面积的不到1%增加到2095年的约16%。

大西雅图和温哥华,不列颠哥伦比亚省,大都市区的快速增长人口 - 以及水温上升 - 也在未来的水域中发挥作用。随着越来越多的人获得更大的营养负荷,这有助于藻类生长,生物量预计将增加约23%。此外,生物量可能会从硅藻为主的群落转变为以鞭毛藻为主的群落。

“这些变化对浮游植物物种的组成有显着影响。一些物种如甲藻可能会受益,而其他物种如硅藻则不会。这种物种更喜欢温暖的水,它将变得更加优势,”Khangaonkar说,并指出研究结果基于不允许生物适应的数学评估。

有弹性的水体

尽管预测发生了重大变化,但该研究表明,相对于开阔海域预测的变化,未来对萨利希海岛气候变化的响应将不那么严重。更强的弹性可归因于强烈的垂直循环以及表层与深水的混合,这提供了物理缓冲,以保持Salish Sea的水更凉爽,更有氧,更少酸性。

“我们开始这项研究的原因之一是了解气候变化对我们近岸的萨利希海地区意味着什么,”Khangaonkar说。 “它会不会受到沿海太平洋海域的影响?它会减少吗?”

研究小组发现,在萨利希海内的混合和深水循环可以缓解更强大的全球气候变化影响。虽然开放海洋陆架边界的平均温度预计将增加2.6°C,但预计萨利希海平均温度将上升1.5°C。同样,在开放式海洋陆架边界的平均溶解氧预计在萨利希海内每升减少1.7毫克,溶解氧的平均水平下降一半。

循环对水质很重要。 “当人们想到气候变化时,”Khangaonkar解释说,“他们的第一个假设是温度升高和海平面上升,它会显着改变目前的模式和潮汐运动。但我们发现Salish的情况并非如此。海。”

研究小组使用该模型来检查从太平洋进入萨利希海的水的通量(交换流量)。这个数量几乎是所有淡水流入总量变化的20倍吗?如果是这样,它会影响冲洗和水质吗?研究结果表明,两个因素似乎相互抵消,使循环变化无关紧要。

融化的极地冰会影响海洋的盐度,并减少由盐度梯度驱动的河口环流强度。与此同时,海平面上升增加了环流强度,这两个因素基本上相互抵消了萨利希海的深海峡状水域。

Khangaonkar警告说,Salish Sea的弹性仅限于大陆架与河流之间较深的河口混合区。 “一旦我们进入潮间带和上游,我们发现气候变化的影响更大,”他说。

例如,斯诺霍米什河口的潮间带,即内部萨利希海盆地,预计每年平均表面温度升高3°C。同样,由于海平面上升,预计盐度入侵将延伸到距离河口18公里的上游,相对于斯诺霍米什河口历史条件下的7公里。

将Salish Sea模型带到世界各地

PNNL进行了大量的Salish Sea模型应用,以协助近岸栖息地恢复规划和设计,支持重建鱼类迁徙路径的分析,以及对流域范围内水质影响的评估。用于缩小Salish Sea地区全球气候变化预测的方法,模型和程序可用于其他地区的类似分析。 Salish Sea Model应用程序结果和解决方案文件可根据要求定期提供给协作者。

课件视频MP3下载
2018-03-27 23:08:51
试题下载
2018-12-03 04:30:02
课件视频MP3下载
2018-02-01 19:52:54
课件视频MP3下载
2018-03-22 03:42:12
试题下载
2018-12-17 06:30:03
教案下载
2018-04-24 10:58:14
人类科学
2019-04-09 06:18:01
试题下载
2016-08-27 19:04:19