Климатический кризис и потепление океана

Земля — планета-океан. Покрывая 70% земного шара, океан поглощает около 90% тепла атмосферы. Мировой океан взаимодействует с глобальным климатом и погодой: океаны влияют на климат и погоду локально и глобально; и климат может изменить океаны.

Используя климатические полосы, вы можете увидеть, насколько потеплело в вашем регионе в период с 1906 по 2018 год.

На этом графике показано количество углекислого газа в атмосфере по состоянию на 22 декабря 2018 года.

Поскольку атмосфера нагрелась из-за изменения климата, вызванного деятельностью человека, океан поглотил чрезмерное количество тепла. И это сказалось: океан теплее, чем когда-либо с тех пор, как мы начали вести учет в 1880-х годах. В январе 2018 года ученые сообщили, что океан нагревается на 40% быстрее, чем предсказывалось пятью годами ранее.

Потепление океана имеет много ужасных последствий: повышение уровня моря, обесцвечивание кораллов, снижение уровня кислорода, цветение водорослей, перемещение видов или умирают, если не могут адаптироваться, и меняющиеся токи.

Кроме того, океан также поглощает 25% атмосферного углекислого газа.По мере того, как количество углекислого газа в атмосфере увеличивается и океан поглощает его, химический состав океана меняется, становясь более кислым. Этот закисление океана воздействует на морских обитателей. Ученые исследовали потенциальные эффекты в течение последних 25 лет. Многие животные, строящие раковины, уже проявляют признаки этого стресса.

Потепление океана

Сейчас мы называем это климатическим кризисом; ранее в нашем понимании мы называли то, что Земля переживает, «глобальным потеплением». Его также можно назвать «потеплением океана», поскольку океаны поглотили более 90% этого потепления, как показано на этом графике.

Океаны удерживают все больше и больше тепла; они нагреваются быстрее, чем предсказывали ученые.

Ученые отслеживают потепление океана по всему миру. Где, как сильно, как быстро нагрелся океан и сколько тепла он поглотит в будущем, — вопросы, которые отправляют спутники на орбиту вокруг земного шара и уносят океанографов в дальние уголки моря. Измерение величины и скорости поглощения тепла океаном — очень сложная и трудная задача, требующая огромных усилий по наблюдению и моделированию».

Повышение уровня моря

Уровень моря поднимается по всему земному шару, потому что земля нагревается. Этому повышению способствуют два фактора: морская вода расширяется по мере нагревания; ледяные щиты и ледники тают в океане. За последние 25 лет уровень моря не только поднимается, но и скорость этого подъема увеличивается. К 2100 году уровень моря может подняться от пяти дюймов до 10 футов, в зависимости от того, какие действия мы предпримем.

• Хорошее анимационное введение в повышение уровня моря.
• Учебник по повышению уровня моря.

Если вы живете на побережье, вы можете найти место рядом с вами, чтобы увидеть, насколько поднимется уровень моря и связанные с этим риски. Если вы не рядом с побережьем, вы можете найти достопримечательность в любой точке мира.

Новый отчет показывает, что уровень моря поднимается быстрее, чем предсказывали ученые.В течение трех десятилетий повышение уровня моря может вызвать хронические наводнения выше, чем на суше, где в настоящее время проживает 300 миллионов человек. Действительно, ученые обнаружили ускорение повышения уровня моря в 2019 году почти на всех приливных станциях вдоль береговой линии США. «Темпы повышения уровня моря ускорились на всех 21 наблюдательных станциях вдоль восточного побережья США и побережья Персидского залива, а также на 7 из 8 контролируемых станций вдоль западного побережья США, за исключением Аляски».

Отбеливание кораллов

Обширное обесцвечивание кораллов в районе Кимберли, Западная Австралия, апрель 2016 г.

Обесцвечивание кораллов вызвано повышением температуры океана, из-за чего коралловые рифы лишаются основного источника пищи — микроскопических водорослей. Когда океан становится слишком теплым для симбиотических водорослей, живущих в тканях кораллов, они покидают кораллы или умирают — этот процесс называется обесцвечиванием. Частота обесцвечивания кораллов увеличивается. В прошлом коралловые рифы обесцвечивались каждые 25–30 лет. С 2010 года этот срок сократился до шести лет. К началу 2018 года только Большой Барьерный риф обесцвечивался четыре раза с 1998 года.

Некоторые коралловые рифы могут восстановиться, если между событиями обесцвечивания проходит достаточно времени. Но если кораллы не смогут адаптироваться достаточно быстро, «мы можем столкнуться с фактической потерей большей части мировых коралловых рифов», — сказал Марк Икин, океанограф, который является координатором проекта «Наблюдение за коралловыми рифами» в Национальном океанографическом и исследовательском центре США. Атмосферное управление, которое следит за потерей коралловых рифов в мире.

Вы можете увидеть изображения здоровых и нездоровых рифов здесь.

Большой Барьерный риф, крупнейший коралловый риф в мире, находится в опасности из-за изменения климата

Люди могут помочь коралловым рифам быстрее восстановиться после обесцвечивания кораллов, уменьшив местные факторы стресса.

Некоторые коралловые рифы восстанавливаются быстрее, чем другие, например, рифы вокруг острова Пальмира.

Ученые экспериментируют, помогая восстановиться кораллам, имеющим наилучшие естественные шансы на выживание.А в некоторых местах люди занимаются разведением кораллов — процессом, при котором фрагменты кораллов собираются с местных рифов, выращиваются в питомниках на суше до тех пор, пока они не созреют, а затем устанавливаются на участке, предназначенном для восстановления.

Некоторые кораллы, кажется, готовятся к кризису вымирания с «чертами катастрофы», которые напоминают черты последнего крупного кризиса вымирания 65 миллионов лет назад; например: «повышенная распространенность глубоководного проживания, космополитическое распространение, несимбиотическая связь с водорослями, одиночные или небольшие колонии и устойчивость к обесцвечиванию».

Кислород Уменьшение

Графика предоставлена ​​Мэтью Лонгом, NCAR.

Снижение уровня кислорода уже происходит в некоторых местах и ​​будет усиливаться в ближайшие десятилетия. Научный отчет в декабре 2019 года показал, что уровень кислорода в мировом океане снизился примерно на 2 процента в период с 1960 по 2010 год.

Когда океаны нагреваются, они содержат меньше кислорода, чем более холодная вода. В открытом океане глобальное потепление является основной причиной снижения содержания кислорода. Прямые измерения показывают, что количество кислорода в мировых океанах уменьшилось примерно на 2% за последние 50 лет. Кислород имеет основополагающее значение для биологических процессов в океане. Его снижение может вызвать изменения в биоразнообразии, продуктивности и круговороте питательных веществ.

Вредоносное цветение водорослей

Ученые показали, что повышение температуры океана, вызванное антропогенным изменением климата, уже привело к усилению вредоносного цветения водорослей (ВЦВ). О вредоносном цветении водорослей (ВЦВ) говорят уже несколько лет. Они возникают, когда загрязнение питательными веществами с суши достигает моря или пресной воды, вызывая безудержный рост водорослей, которые могут использовать весь кислород. Цветение водорослей чаще всего является результатом стока удобрений, внесенных на сельскохозяйственные угодья, или стока сточных вод скота или человека. Цветы могут производить токсины, которые, когда они достаточно большие, могут убить морских обитателей от крошечных до очень больших.

Осенью 2018 года красная волна цветения токсичных водорослей накрыла большую часть западного побережья Флориды. водоросли (Карения короткая) производят нейротоксин, который, как известно, убивает рыбу и других животных. По оценкам менеджеров по ресурсам Флориды, в результате цветения погибло около 267 тонн рыбы, ламантинов, китовых акул и дельфинов. Такое интенсивное цветение может вызвать проблемы для здоровья человека и туризма.

На западном побережье ловцы крабов из Дандженесса понесли экономические потери, потому что цветение токсичных водорослей сделало крабов небезопасными для употребления в пищу человеком. Ловцы крабов обвиняют потепление океана, вызванное изменением климата, в цветении водорослей и закрытии промысла. Они предъявляют иски компаниям, работающим на ископаемом топливе, о возмещении ущерба от имени ловцов крабов, их предприятий и семей, а также местных сообществ в Калифорнии и Орегоне.

Виды в движении и болезни

Но океан прогревается неравномерно, поэтому местные условия гонят и рыбу. Кое-где на юге могут быть карманы с более прохладной водой, поэтому рыба перемещается туда. Например, в заливе Мэн некоторые виды перемещаются на юго-запад и ближе к берегу в поисках более прохладных вод.

В этом отчете есть хорошая графика о видах в движении.

Более теплый океан не является проблемой для всех видов. По мере того, как океаническая пищевая сеть меняется, головоногие адаптируются и процветают, становясь во многих местах доминирующим видом.

Истощающая болезнь морских звезд уничтожила более 20 видов морских звезд на западном побережье, включая легендарную солнечную звезду. Хотя многие факторы, по-видимому, способствуют заболеванию, ученые обнаружили, что время и место наибольшего числа погибших морских звезд совпали с наличием аномально теплой воды.

перемещение видов

Виды перемещаются по всему земному шару из-за потепления воды. Некоторые морские животные перемещаются в места с более низкими температурами. Вот несколько примеров.

Омарам может показаться, что в заливе Мэн слишком тепло, а это плохие новости для ловли омаров. Вот наш блог об этом.

Гигантские кальмары также находят воды слишком теплыми для них, что способствует краху промысла кальмаров в Калифорнийском заливе.

Потепление океана означает перемещение планктона на север, а это плохой знак для экосистем. Когда так много видов находятся в движении, морские сообщества меняются.

Потепление воды заставляет рыбу в исландских водах перемещаться на север. «За последние 20 лет температура океана вокруг Исландии повысилась на 1,8–3,6 градуса по Фаренгейту». Рыбацкие общины испытывают трудности, поскольку рыба, особенно мойва, переместилась в более прохладные воды.

Болезнь

Вспышки болезней, которые, скорее всего, усугубились из-за потепления воды, поразили множество видов.

Смерть

Изменения в океане убивают некоторые виды.

Некоторые виды, которые больше не могут двигаться, оказались в ловушке, им некуда идти, или им грозит локальное вымирание. Исследование показало, что из изученных ими морских видов 56 процентов испытали сокращение ареалов из-за глобального потепления по сравнению с 27 процентами наземных видов.

Для видов, которые не могут двигаться, волны морской жары могут быть смертельными.

А у мигрирующих животных, таких как серые киты, пищи может не хватать, что приводит к недоеданию и смерти.

Течения и апвеллинг

«Глобальная конвейерная лента океана — это постоянно движущаяся система глубоководной циркуляции, обусловленная температурой и соленостью. Великий океанский конвейер перемещает воду по земному шару. . Холодная соленая вода плотная и опускается на дно океана, а теплая вода менее плотная и остается на поверхности». NOAA https://oceanservice.noaa.gov/facts/conveyor.html

Ученые устанавливают связь между изменением климата и изменениями в циркуляции океана. Глобальная система глубоководной циркуляции определяется температурой и соленостью. Ученые считают, что циркуляция океана в Атлантическом океане замедляется из-за изменения климата: данные показывают, что с середины прошлого века она замедлилась примерно на 15 процентов. Но недавно ученые, изучив весь земной шар, обнаружили, что последние 25 лет течения ускоряются из-за потепления планеты.

Холодная пресная вода от тающих льдов Гренландии, вероятно, является основной причиной. Эта вода разрушает конвейерную ленту океана в деликатной точке, где охлажденная поверхностная вода начинает опускаться. Циркуляция океана является основным фактором, влияющим на погодные условия. Более медленная циркуляция в Атлантике означает более высокий риск ураганов, более жаркое лето в Европе и изменение количества осадков в тропиках.

Потепление океанов меняет модели океанской циркуляции и другими способами: более теплые поверхностные слои замедляют смешивание питательных веществ из глубинных вод, поэтому у поверхности остается меньше удобрений для морских водорослей. Микроскопические морские водоросли обеспечивают кислородом атмосферу Земли и составляют основу пищевых сетей океана.

Погода

Погода или климат? Дифференциация этих двух может сбивать с толку. Климат – это долгосрочное среднее значение погоды за несколько лет. Это отличное объяснение Нила Де Грасса Тайсона.

Сегодня там, где вы живете, может быть тепло и сухо; завтра может пойти дождь — это погода. Думая о США в целом, мы знаем, что на юге обычно более теплая погода, чем на северо-востоке и на Аляске — это климат.

Долгосрочная перспектива важнее всего

Когда мы говорим об изменениях погоды из-за изменения климата, действительно важно долгосрочное среднее значение для всей планеты. Сегодня планету «лихорадит», как объясняет доктор Кэтрин Хейхо. За вторую половину 20-го и первые десятилетия 21-го века произошло потепление климата. На приведенной ниже карте показана средняя глобальная температура Земли с 2013 по 2017 год по сравнению с базовой глобальной средней температурой с 1951 по 1980 год. Желтым, оранжевым и красным цветом показаны регионы с более теплым климатом, чем в более ранней базовой линии.

Потепление климата Земли означает более интенсивную погоду. В исследовании, опубликованном в марте 2020 года, исследователи из Стэнфорда обнаружили, что изменение климата усиливает волны тепла и сильные дожди быстрее, чем предсказывали ученые.Одно из объяснений этого: Арктика нагревается быстрее, чем остальная часть планеты, что влияет на погодные условия в северном полушарии, вызывая постоянные экстремальные погодные явления, такие как волны тепла, засухи, наводнения и лесные пожары.

За десятилетие 2010-2019 гг. ущерб от экстремальных погодных явлений в США был настолько велик, что 258 из них достигли одного миллиарда долларов. И каждый год в период с 2015 по 2019 год в США влияли десять или более отдельных стихийных бедствий на миллиарды долларов.

Как показано на карте ниже, в некоторых частях мира климат будет более влажным, а в некоторых — более сухим к концу века, если выбросы не будут сокращены.

Прогнозируемое изменение среднегодового количества осадков к концу 21 века на основе сценария средних выбросов (СДСВ A1B) (NOAA GFDL, 2008).

Если вы хотите увидеть, где в мире произошли экстремальные погодные явления, которые можно объяснить изменением климата, эта интерактивная карта покажет вам. К таким событиям относятся: экстремальная жара, засуха, более сильные штормы и лесные пожары.

В декабре-феврале 2019/2020 года в Австралии произошли крупные разрушительные лесные пожары, но в стране наблюдается долгосрочный рост риска пожаров и удлинение сезона лесных пожаров из-за изменения климата. Засуха и более экстремальная жара создали идеальные условия для лесных пожаров. Климатические моделисты подтвердили, что «изменение климата сыграло важную роль, сделав опасные условия, которые привели к чудовищным пожарам в Австралии, по крайней мере на 30 процентов более вероятными, чем они были бы без глобального потепления, вызванного деятельностью человека». Читайте наш блог о пожарах.

Разрушительные лесные пожары случаются и в других местах: в Калифорнии, где мы живем, лесные пожары участились и усилились. Активность лесных пожаров в Калифорнии увеличилась за пять десятилетий: с 2006 года произошло пять крупнейших пожаров в штате. Исследование Колумбийского университета показало, что изменение климата является основной причиной этого увеличения.

Больше разрушений принесли не только лесные пожары, но и ураганы. Изменение климата делает ураганы более опасными из-за увеличения высоты дождей и штормовых нагонов, а также увеличения скорости ветра. Новое исследование показало, что ураган Флоренс (2018 г.) принес больше осадков и был больше в пространственном отношении, что определенно связано с изменением климата. Увеличение количества осадков, приносимых ураганами, связано с сочетанием более теплого воздуха с более теплой океанской водой, где формируются и растут ураганы. В 2017 году ураган Харви обрушил на юго-восток Техаса «библейские» 60 дюймов дождя. Также в 2017 году ураган «Мария» принес в среднем больше осадков, чем любой из 129 штормов, обрушившихся на Пуэрто-Рико за последние 60 лет. Исследования показали, что это увеличение произошло «в основном из-за последствий антропогенного потепления».