厄尔尼诺即将到来,海洋温度已创历史新高——这可能给鱼类和珊瑚带来灾难

El Niño weather events trigger intense and widespread periods of extreme ocean warming known as marine heat waves.
El Niño weather events trigger intense and widespread periods of extreme ocean warming known as marine heat waves.Image: Pexels/Francesco Ungaro
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  • 厄尔尼诺天气事件会引发被称为海洋热浪的强烈且大范围的极端海水增温期。

  • 这可能严重破坏支撑全球渔业的海洋生态系统,包括珊瑚礁和海草草甸。

  • 最新预测显示,多个活跃的海洋热浪将持续至6月至8月,包括北太平洋、秘鲁沿岸外海、新西兰东南方以及热带北大西洋。

它即将到来。赤道太平洋沿岸的风力正在减弱,海洋表层之下的热量正在积聚。到7月,大多数预报模型都认为,气候系统中最具影响力的角色——厄尔尼诺——将在近四年来首次回归。

厄尔尼诺是被称为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的气候现象的一面。它是拉尼娜的另一面。

在厄尔尼诺期间,厄瓜多尔沿岸以西一片延伸6000英里(约1万公里)的海域会持续数月增温,通常升温2至4华氏度(约1至2摄氏度)。几度的变化看似不大,但在那一地区,它足以彻底重塑全球的风力、降雨和温度格局。

海洋热浪可能引发珊瑚白化。Image: 路透社/Jorge Silva

我是一名研究海洋的气候科学家。在经历了三年的拉尼娜之后,现在是时候开始为厄尔尼诺可能带来的影响做准备了。

厄尔尼诺如何影响地球

没有两次厄尔尼诺事件是完全相同的,不过我们已经经历了足够多次,因此预报人员对可能发生的情况已有相当清晰的判断。

人们往往更关注厄尔尼诺对陆地的影响,这是有道理的。温暖的海水会影响气流,使某些地区比往常更加湿润或干燥。它可能加剧某些地区的风暴,例如美国南部,同时往往抑制大西洋飓风活动。

海洋表面温度比以往任何时候都高。这对地球意味着什么?
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厄尔尼诺还可能严重破坏众多支撑全球渔业的海洋生态系统,包括珊瑚礁和海草草甸。

具体而言,厄尔尼诺往往会引发被称为海洋热浪的强烈且大范围的极端海水增温期。

全球海洋温度已经达到历史新高,因此厄尔尼诺引发的海洋热浪可能使许多敏感渔业逼近崩溃的临界点。

海洋热浪的问题

海洋热浪本质上就是一种“热浪”:海洋中出现的极端高温“波动”,与陆地上的大气热浪并无本质不同。

规模最小的海洋热浪可能在几天或几周内使当地海湾和小湾的海水温度高于正常水平。规模最大的海洋热浪,例如2013至2014年的东北太平洋暖块(Warm Blob),可能发展到极其庞大的规模,其中面积是得克萨斯州三倍的区域的海水温度比平均水平高出4至6华氏度(约2至3摄氏度),并可持续数月甚至数年。

像2019年这样的强烈海洋热浪可能严重破坏北美太平洋沿岸的海洋生物,当地水温比正常水平高出约4至6华氏度(2至3摄氏度)。Image: Dillon Amaya

温水看似没什么大不了,尤其是对于希望把潜水服留在家里的冲浪爱好者而言。但对于许多高度适应特定水温的海洋生物来说,海洋热浪可能让生活在海洋中的生物如同跑完一场马拉松。

例如,一些鱼类在温水中的新陈代谢会大幅加快,以至于消耗能量的速度超过其进食速度,最终可能死亡。太平洋鳕鱼在阿拉斯加湾因海洋热浪而数量下降了70%。其他影响包括珊瑚白化、大范围有害藻华、海藻大量死亡以及海洋哺乳动物搁浅事件增多。总体而言,每年因海洋热浪损失数十亿美元。

海洋热浪的爆发出于多种原因。有时洋流会使暖水发生迁移。有时地表风力比正常水平更弱,导致海洋上的蒸发减少、水温升高。有时多云地区仅在数月内少云,从而让更多阳光照入并加热海洋。有时风力减弱与云量减少同时出现,导致破纪录的海洋热浪。

厄尔尼诺在其中扮演的角色

在气候系统中,厄尔尼诺居于主导地位。当它戴上炽热的王冠时,整个地球都会察觉,海洋也不例外。但厄尔尼诺期间海洋热浪活动增加的可能性,取决于所在的地理位置。

在厄尔尼诺期间,美国西海岸沿岸通常从北方吹来的地表风会减弱。这会减少蒸发,并减缓深层冷水的上升流。由此增加了沿岸海洋热浪的发生概率。

厄尔尼诺年份海洋热浪的激增情况。Image: The Conversation/CC-BY-ND

几个世纪以来,秘鲁渔民一直经历着将鱼群赶走的极端海水增温期。直到20世纪20年代,科学家才认识到,这些南美洲海洋热浪与横跨太平洋的ENSO有关。

在印度东部的孟加拉湾,厄尔尼诺与一种被称为沃克环流的热带气流模式之间的相互作用会提高海洋热浪的风险。

海底热浪是另一种风险

即使今年海洋热浪在海洋表层不那么明显,也不意味着海底下的情况一切正常。

在一项最新研究中,我和同事们证明,海洋热浪也会沿沿海地区的海底蔓延。事实上,这些“底层海洋热浪”有时比其表层对应现象更为强烈,而且持续时间也可能长得多。例如,1997至1998年美国西海岸外的一次底层海洋热浪,在表层海水温度已经降温之后,又持续了额外的四到五个月。

此类事件可能与厄尔尼诺相关,并对底栖物种造成巨大压力。2018年,在一次海洋热浪抵达海底后,白令海雪蟹的捕捞量下降了84%。

我们正身处高温之中

厄尔尼诺即将来临,我们对今年有何预期?

好消息是,季节性预报模型能够较为准确地预测海洋热浪,提前时间为三至六个月,具体取决于地区。而且,预报在厄尔尼诺年份往往最为准确。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)于4月初发布的海洋热浪预报,预测2023年10月的情况。Image: NOAA/Jacox

最新预报显示,多个活跃的海洋热浪将持续至6月至8月,包括北太平洋、秘鲁沿岸外海、新西兰东南方以及热带北大西洋。

同一预报还预测,厄尔尼诺将在未来六至九个月内增强,使2024年1月至3月美国西海岸、印度洋西部、孟加拉湾以及热带北大西洋的海洋热浪风险上升。

话虽如此,这些预测的时间跨度较远,情况仍可能发生变化。时间会证明这些预测是否成立(或者说“水温”是否真会如此),但我们最好早做准备。厄尔尼诺即将到来。

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