VIMS研究揭示了切萨皮克湾变暖的程度、季节性和原因
长期的水温测量清楚地表明切萨皮克湾正在变暖。威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员进行的一项新研究更新了这一趋势，揭示了一个明确的季节性模式，并量化了大气、海湾支流和海洋对变暖的相对贡献。
更好地了解季节性时间和海湾变暖的原因将改善对未来条件的预测，并帮助管理者更好地评估水质目标，特别是当它们与限制低氧“死区”的努力有关时，这可能会给条纹鲈鱼等流动动物带来压力，并彻底杀死附着或缓慢移动的无脊椎动物。本月早些时候，切萨皮克湾执行委员会签署了一项新的集体行动指令，在伙伴关系工作的各个方面应对气候变化的威胁，强调了对变暖对海湾健康和恢复目标的影响的关切。
这项发表在《美国水资源协会杂志》上的新研究的主要作者是VIMS的博士生凯尔·欣森。他的合著者是VIMS的科学家Marjy Friedrichs博士和Pierre St-Laurent博士，博士生Fei Da和宾夕法尼亚州立大学的Ray Najjar博士。他们的结果是基于现场测量和计算机建模的结合。现场数据包括海湾水温的月度记录，可以追溯到30多年前，以及河流流量、天气条件和海洋温度的长期记录，这些记录用于建立模型并验证其模拟结果。
“在过去的三十年里，”欣森说，“海湾在夏季变暖的速度是冬季的三到四倍。这些变化主要是由大气变暖驱动的，但在弗吉尼亚水域，海洋变暖也起了作用。”整个海湾的表层和底层水温普遍以相似的速度变暖，除了靠近海湾口的较咸水域的底部水温略有上升。总体而言，该团队的研究结果表明，自1985年以来，海湾夏季底部水域（缺氧最受关注的地方）以每年0.07华氏度的速度变暖，从20世纪80年代末到21世纪10年代末，总变暖幅度为2华氏度。
该团队的模拟实验表明，几乎90%的海湾变暖是由大气效应驱动的——空气温度升高，以及由于温室气体浓度增加而从大气中释放回地球的热能增加。海平面上升略微缓和了夏季的变暖（随着海湾变深，春天变暖和秋天变冷需要更长的时间），河流流量造成的变暖影响仅限于潮汐支流的源头。海洋变暖的影响在海湾口附近最大，它占夏季底部水域变暖的一半以上。
为什么时间和原因很重要
该小组对海湾变暖的季节性和原因的发现为其可能的影响以及最有效的管理反应和监测方法提供了有价值的视角。
Friedrichs说：“在每年夏季缺氧和缺氧的高峰期，变暖的速度加快尤其令人担忧，因为水保持氧气的能力随着温度的升高而降低。”研究人员计算出，他们对海湾底部水域变暖的估计——自1985年以来大约增加了2.0华氏度——导致溶解氧水平在这段时间内至少下降了0.1-0.2毫克/升。
与变暖相关的溶解氧下降导致了人类输入过量营养物质造成的减少，这些营养物质为藻类大量繁殖提供燃料，当藻类细胞死亡、下沉和腐烂时，藻类会从水中吸收氧气。因此，持续的变暖将挑战切萨皮克湾项目恢复行动最近在减少营养投入和死区条件方面取得的成功。
鉴于底部海水变暖导致氧气损失更大，Friedrichs说：“未来很可能需要额外减少营养物质，以减轻整个海湾温度升高的影响。”
作者还强调，未来海湾变暖的速度不仅取决于全球大气趋势，还取决于海洋环流的区域变化，科学家们已经将其与海湾口外大西洋中部沿海水域温度的升高联系起来。这些水域目前正以每十年0.4华氏度的速度变暖，大约是大气温度的两倍，是全球平均海洋表面温度增幅的近四倍。
因此，墨西哥湾底水的未来变暖可能在很大程度上取决于海洋条件的额外变化，而海洋条件本身不仅取决于额外吸热的速率，还取决于墨西哥湾流和拉布拉多流位置的变化。
弗里德里希斯说：“我们发现，海湾受海洋影响最大的地区——靠近海湾口的弗吉尼亚较咸的水域——底部温度上升幅度最大。这表明这些将是部署长期监测仪器以检测海湾温度未来变化的理想地点，这也将帮助我们更好地估计海湾缺氧的程度。”
