白令海的十年动态:揭示海冰、风和波浪趋势以了解气候
白令海是一个以严酷的冬季条件和富饶的生态系统而闻名的地区,现在正在经历重大变化。一项新的研究表明,海冰覆盖率下降、水温上升、风浪强度增加,这些变化是相互关联的,至少部分可能源于全球气候变化。
白令海是太平洋的边缘海,在全球气候系统中发挥着关键作用。在过去的几十年里,卫星观测显示白令海的海冰覆盖发生了显著变化。海冰的范围和厚度一直在减少,这在很大程度上归因于全球气温上升。海冰的减少对海洋生态系统有着深远的影响,包括依赖冰的物种的栖息地的变化和初级生产力时间的改变。
白令海上的风向受各种大气过程的影响,包括北极涛动( AO )和太平洋年代际涛动(PDO)。这些模式的变化会影响海冰的分布和运动。例如,尽管总体呈变暖趋势,但强风可以将冰推向更南端,导致某些地区的冰盖面积增加。相反,较弱的风会导致冰盖面积减少。
白令海的波浪活动与风向和海冰覆盖密切相关。随着海冰减少,开放水域面积扩大,从而产生更大的波浪。这些波浪会影响海岸侵蚀并对船舶和基础设施构成风险。此外,波浪活动的增加会进一步破坏海冰,加速其消融。
研究发现,海冰范围呈现出明显的十年趋势,过去几十年明显减少。观察到海冰季节性模式的变化,影响海洋生态系统,年度海冰分布的变化与更广泛的气候模式有关。该研究强调了温带气旋(如2022年9月的梅柏气旋)对海冰动力学的影响。
海冰、风和波浪相互关联,这意味着一个因素的变化会对其他因素产生连锁反应。例如,海冰减少会导致风向变化,进而影响波浪动态。
参考文献:Reint Fischer, Sinead L. Farrell, John M. Kuhn, and Kyle Duncan,Understanding Decadal-Scale Dynamics in the Bering Sea: Investigating Trends and Variability in Sea Ice, Winds, and Waves. doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0485.1
一、风向在白令海的海冰分布和运动中起什么作用?
风向对白令海海冰的分布和运动起着至关重要的作用。
冬季,东北风将来自极地的冷空气吹来,促进海冰的形成这些风将冰推向南方,增加了某些地区的冰面积。夏季,西南风从南方带来较暖的空气,导致海冰融化这些风可以将冰推向北方,减少白令海南部的冰盖。
风的汇聚(空气聚集)和发散(空气分开)的变化会显著影响海冰分布例如,风向辐合增强可导致冰堆积,而风向发散则可导致冰扩散。强烈的温带气旋,例如2022 年9 月的梅柏克气旋,可以通过推挤冰块并导致冰盖快速变化,从而显著改变海冰动态。
风向对海冰的影响每年都会有所不同,这取决于更广泛的气候模式,如北极涛动和太平洋年代际涛动。
了解这些风驱动过程对于预测海冰趋势及其对白令海海洋生态系统和人类活动的影响至关重要。
二、白令海的波浪活动与海冰和风向的变化有何关联?
海冰和风向之间的相互作用导致动态波浪活动。随着海冰减少,风对波浪产生的影响更大,导致波浪更具能量并可能造成破坏。
海冰范围减小时,开阔水域面积增加。开阔水域面积越大,风能向水面传递能量的空间就越大,因此可以形成更大的波浪。海浪活动的增加会进一步碎裂海冰并加速其融化。由此产生的碎冰更容易被风和海浪吹走,从而改变整体冰分布。在冰层覆盖范围广的时期,海冰可充当屏障,抑制波浪活动。随着冰层覆盖范围的缩小,这种保护作用也会减弱,导致以前被冰层覆盖的地区波浪活动更加明显。
风向直接影响波浪的产生。例如,强劲的东北风可将波浪推向白令海南部,从而产生显著的波浪活动。风速,即风不受阻碍吹过的距离,对于波浪的形成至关重要。风持续吹过开阔水域的长距离会产生更大的波浪。风向的变化会改变风速,影响波浪的高度和频率。与温带气旋相关的强烈气旋风可导致强烈的海浪活动。这些气旋根据其路径和风向,可产生影响白令海冰层和沿海地区的巨浪。
三、白令海的海冰覆盖减少会带来什么后果?
白令海海冰覆盖率的减少对该地区的生态系统、气候和人类社会产生了深远的影响。
海冰减少会改变许多海洋物种的栖息地和食物供应,导致种群迁移和食物链中断。例如,海冰减少会影响浮游动物的分布和丰度,而浮游动物是许多鱼类的重要食物来源。海冰为北极熊和海豹等许多物种提供了必不可少的栖息地。随着海冰减少,这些动物在寻找食物和繁殖方面面临挑战。
由于海冰反射阳光的减少,更多的热量被海洋吸收,从而加速变暖,并可能影响区域和全球气候模式。海冰变化会影响大气环流模式,进而影响该地区及其他地区的天气模式和降水。
总体而言,白令海海冰覆盖率的下降对该地区的生态系统、气候等产生深远的影响。
四、思考
大气环流模式的变化(例如北极涛动、太平洋年代际涛动)如何与洋流相互作用从而影响白令海的海冰变化?海冰覆盖减少导致海洋生态系统变化(如初级生产力改变和物种分布变化)的具体机制是什么?海冰反照率的变化如何反馈到区域气候模式中,对未来变暖有何影响?
白令海海冰的减少与北极更广泛的变化有多大程度上相关?白令海的变化如何影响全球气候系统,特别是大气环流和海洋环流?白令海和其他遥远地区(如中纬度地区)之间的潜在遥相关是什么?
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