探秘黑 - 马尔马拉 - 爱琴海:海表温度与海洋热浪变化的深度剖析

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Dynamics of Atmospheres and Oceans 1.9

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  全球变暖使海表温度(SST)上升,海洋热浪(MHW)频发。研究人员对黑、马尔马拉和爱琴海开展 SST 与 MHW 时空变化研究。结果显示三海域 SST 均上升,MHW 频率和持续时间增加,且与气候指数相关,还发现 MHW 或促黏液爆发。该研究意义重大。

  在全球气候变暖的大背景下,海洋正经历着深刻的变化。海表温度(Sea Surface Temperature,SST)作为海洋生态系统的关键影响因素,近几十年来出现了显著的上升趋势。这一变化如同多米诺骨牌,引发了一系列连锁反应,其中海洋热浪(Marine Heatwaves,MHW)事件的增多便是最为突出的表现之一。海洋热浪指的是长时间异常温暖的海表温度现象,它的频繁出现,给海洋生态系统带来了沉重打击。比如,有害藻华的爆发、珊瑚礁的白化以及海洋生物的大量死亡等问题屡见不鲜,这些不仅严重破坏了海洋生态平衡,还对渔业、水产养殖和旅游业等相关产业造成了巨大的经济损失。
然而,对于相互连通的黑、马尔马拉和爱琴海这几个半封闭海域而言,尽管此前已有一些关于它们海表温度变化的研究,但仍存在诸多空白。例如,人们对这些海域海洋热浪的发生规律、时空变化特征,以及它们与大规模气候模式之间的关系知之甚少。而且,在马尔马拉海,虽然出现过黏液爆发事件,疑似与海洋热浪有关,但两者之间的潜在联系尚未得到深入探究。在这样的情况下,为了填补这些知识空白,来自国外的研究人员开展了一项旨在深入探究黑 - 马尔马拉 - 爱琴海海域海表温度趋势和海洋热浪特征时空变化的研究。这项研究成果发表在《Dynamics of Atmospheres and Oceans》上,为我们理解这些海域的生态变化提供了重要依据。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:他们获取了哥白尼海洋服务机构提供的 1982 - 2021 年每日海表温度卫星观测再处理数据,该数据具有较高的分辨率(0.05°×0.05°) ,能够为研究提供精确的基础信息。此外,通过对海表温度数据进行聚类分析,研究人员得以识别出具有相似特征的不同子区域,进而对每个区域的海洋热浪变化情况进行深入研究。

下面来详细了解一下研究结果:

  1. 长期海表温度特征:研究分析了 1982 - 2021 年期间黑 - 马尔马拉 - 爱琴海海域海表温度的长期演变情况。发现黑海西北部由于接收了大量较冷的淡水输入,是该区域海表温度最低的地方;而爱琴海则在整个研究期间始终保持着最高的海表温度。
  2. 海表温度变化趋势:研究结果显示,三个海域的海表温度均呈现出显著的上升趋势。其中,黑海东部的升温最为明显,升温速率达到 0.8°C / 十年;爱琴海的升温速率相对较低,为 0.3°C / 十年。自 2000 年代以来,海表温度的升温速度进一步加快,长期空间平均趋势从 0.57°C / 十年增加到 0.68°C / 十年。
  3. 海洋热浪变化特征:随着海表温度的持续上升,海洋热浪的频率和持续时间也急剧增加,尤其是在过去十年表现得更为突出。马尔马拉海的海洋热浪频率上升趋势最为显著,增加幅度达到 1.56 次 / 十年,并且在 2000 年代之后这种趋势进一步加强。此外,海洋热浪还存在年际变化,其变化情况与东大西洋(Eastern Atlantic,EA)和东大西洋 / 西俄罗斯(Eastern Atlantic/Western Russia,EAWR)气候指数相关。
  4. 海洋热浪与黏液爆发的关系:研究人员特别关注了 2007 - 2008 年和 2020 - 2021 年这两个时间段,分析发现马尔马拉海的黏液爆发事件与强烈且持续时间长的海洋热浪事件存在对应关系,这表明海洋热浪很可能是黏液形成的一个潜在驱动因素。

综合上述研究,研究人员得出结论:黑 - 马尔马拉 - 爱琴海海域海表温度呈现持续上升趋势,不同海域的升温速率存在差异。这种升温趋势导致了海洋热浪的频率和持续时间显著增加,并且海洋热浪的变化与大规模气候模式密切相关。此外,研究还揭示了海洋热浪与马尔马拉海黏液爆发之间的潜在联系。

这项研究具有重要的意义。它首次对这几个相互连通海域的海洋热浪变化进行了全面的分析,为我们深入了解这些海域的生态系统变化提供了关键信息。对于相关地区的生态保护、渔业管理以及应对气候变化等方面的决策制定,都具有重要的参考价值。通过明确海洋热浪与黏液爆发之间的联系,有助于提前预警相关生态灾害,从而采取有效的预防和应对措施,减少其对海洋生态系统和人类活动的负面影响。同时,研究结果也为后续进一步研究海洋生态系统对气候变化的响应机制提供了重要的基础,推动了海洋科学领域的发展。

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