低氧水侵入造成加拿大圣劳伦斯湾的大规模迁移

低氧水侵入造成加拿大圣劳伦斯湾的大规模迁移

圣劳伦斯湾的变暖和缺氧速度比全球其他海域都要快。加拿大东部广阔的、生物丰富的水道排入北美五大湖，很受渔船、鲸鱼和游客的欢迎。

华盛顿大学(University of Washington)领导的一项新研究着眼于这种快速脱氧的原因，并将其与两种海洋最强大的洋流联系起来:墨西哥湾流和拉布拉多洋流。这项研究发表在9月17日的《自然气候变化》(Nature Climate Change)杂志上，它解释了大规模气候变化是如何导致这条水道深处的氧气水平下降的。

“纽芬兰南部地区是海洋中采样最好的地区之一，”第一作者Mariona Claret说，她是华盛顿大学大气和海洋联合研究所的研究员。“这也是一个非常有趣的地区，因为它处在两股较大的洋流交汇的十字路口。”

自1920年以来，加拿大渔业署一直在追踪圣劳伦斯地区不断上升的盐度和温度。自1960年以来，人们只对氧气进行了监测，这种下降趋势令人担忧。

克拉雷特说:“在圣劳伦斯海湾内的观察显示，那里的氧气急剧下降，达到缺氧状态，这意味着它不能完全支持海洋生物。”

克拉雷特说，氧气下降已经被认为会影响大西洋狼鱼，并威胁到大西洋鳕鱼、雪蟹和格陵兰大比目鱼，这些都生活在深海中。

在加拿大麦吉尔大学做这项研究的克拉雷特说:“这个地区的氧气下降已经有报道，但是之前没有发现潜在的原因。”

这项研究证实了最近的一项研究，该研究表明，在过去一个世纪里，由于人类排放的二氧化碳水平上升，墨西哥湾暖流向北移动，拉布拉多洋流减弱。这篇新论文发现，这使得墨西哥湾暖流中更多的咸水和缺氧水进入圣劳伦斯海道。

这项新研究使用了美国国家海洋和大气管理局的地球物理流体动力学实验室模型的输出数据。这个模拟用了9个月的时间，使用了1万个计算节点——即使以全球气候模型的标准来衡量，这个数字也是巨大的。

通过这种精度，可以影响海洋环流的漩涡和海岸线的细节开始出现。模型输出与历史观测结果相结合表明，随着二氧化碳水平的上升，在圣劳伦斯海湾较深处的海湾溪流水取代了拉布拉多海水。

拉布拉多海流携带的海水被拉布拉多海的风暴搅动，因此在海面上吸收的空气混合在海面下很远的地方。然而，在稳定的水平层中，墨西哥湾流的分层程度更高;上层含有来自上层空气的氧气，下层的氧气被海洋生物消耗掉了。更重要的是，墨西哥湾暖流在更深的地方密度一样大，因此墨西哥湾暖流中更深层、更缺氧的层遵循着拉布拉多洋流富含氧气的近地表水所采取的相同密度路径。

“我们将海岸上氧气的变化与公海上大规模洋流的变化联系起来，”Claret说。

在该模型中，造成圣劳伦斯湾变暖和脱氧的大规模海洋环流的转移也与大西洋经向翻转环流的下降相对应，大西洋经向翻转环流是一种海洋环流模式，它对北半球的气候有很强的影响。

“能够将沿海的变化与大西洋经向翻转洋流联系起来是非常令人兴奋的，”Claret补充说。

分析表明，在圣劳伦斯河深处观察到的氧气下降的一半仅仅是由于水温升高，而水温不能容纳那么多的氧气。另外一半可能是由于其他因素，如两个电流和通道内的生物活动。接下来会发生什么还不知道。她说，圣劳伦斯河的氧气水平将取决于更大的问题，比如人类在未来几十年将向大气排放多少二氧化碳，以及大规模洋流将如何应对。