美国东北大陆架的近底水为丰富的区域海洋生态系统提供了关键的冷水栖息地。这个“冷池”保持冬季的温度,即使在夏季其他地方的水温变得过于温暖或盐度过高时也是如此。与全球平均水平相比,美国东北沿海海洋在近年来经历了加速变暖。现在,科学家们利用盐作为示踪剂,正在研究盐水入侵对大陆架上冷池季节性“侵蚀”的影响。本文提供了美国东北大陆架上冷池季节性盐化的首次证据,这在[海洋观测计划]沿海先锋阵列的多年系留记录中得到了持续观察。
美国东北大陆架的近底水为丰富的区域海洋生态系统提供了关键的冷水栖息地。这个“冷池”保持冬季的温度,即使在夏季其他地方的水变得过于温暖或盐度过高时也是如此。
然而,与全球平均水平相比,美国东北沿海海洋在近年来经历了加速变暖。现在,科学家们利用盐作为示踪剂,正在研究温暖、盐分高的离岸水流入大陆架对观察到的冷池季节性“侵蚀”贡献了多少。
卢卡斯·泰泽(Lukas Taenzer)是麻省理工学院(MIT)和伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)联合项目的一名最近获得博士学位的毕业生,是发表在《地球物理研究杂志:海洋》上的论文的首席作者。
泰泽说:“这篇论文提供了美国东北大陆架上冷池季节性盐化的首次证据,这在[海洋观测计划]沿海先锋阵列的多年系留记录中得到了持续观察。”
他补充道:“我们追踪海洋盐度的特征,而不是温度,以识别导致海岸生态系统条件观察变化的物理过程。我们的结果表明,盐度测量的重要性突显了空气与海洋相互作用、离岸施加和上游条件之间的相互作用如何影响在几周到几年的时间尺度内受到保护的冷池中的海岸生态系统条件。这种理解对帮助国家海洋和气候管理局(NOAA Fisheries)可持续管理美国鱼类资源至关重要。”
为了解释冷池的季节性侵蚀,作者建立了一个盐度预算,类似于普查员,计算不同方向和不同时间尺度上进入和离开冷池的海水流入和流出。使用盐度作为示踪剂可以揭示为什么在夏季分层(或海洋分层)高度时冷池会侵蚀,以及这些变化的来源。
斯文佳·瑞安(Svenja Ryan)说,来自沿海先锋阵列(位于新英格兰海岸,时间为2016-2022)的新颖观察激发了新的研究问题。瑞安是WHOI物理海洋学部门的助理科学家。“我们之前没有看到冷池的盐化,因为我们没有连续的水下测量。盐度作为有价值的示踪剂使我们能够推进对季节循环和海洋中过程的动态理解,”她说。
瑞安是2024年在《JGR:海洋》上发表的伴随期刊文章的首席作者。该研究提供了对西北大西洋盐度季节性和年际变化的见解,并利用历史数据研究盐度如何影响大陆架上的分层(水分层)。目前的研究集中于海洋深度,而2024年的研究则主要集中于表面值。
卡罗琳·乌门霍费(Caroline Ummenhofer)说:“来自卫星(例如NASA土壤水分主动被动卫星任务)的连续全球海面盐度观测对实时跟踪表面海洋条件至关重要。它们使我们能够发现过去十年东北美国大陆架上淡水信号的季节演变。此外,渔业界越来越多地使用这些数据,例如在决策过程中,” 乌门霍费是WHOI物理海洋学部门的高级科学家,也是共同资助两篇论文的NASA项目的首席研究员。
泰泽说:“我们已经知道冷池在一年中会发生变化,而且温度会略微升高。我们不知道的是为什么。使用温度作为示踪剂很难确定这一点,因为我们无法确切区分冷池变暖的原因。通过追踪盐,我们实际上可以清楚地指出为什么冷池在一年中发生变化。”