低氧水侵入造成加拿大聖勞倫斯灣的大規模遷移

低氧水侵入造成加拿大聖勞倫斯灣的大規模遷移

聖勞倫斯灣的變暖和缺氧速度比全球其他海域都要快。加拿大東部廣闊的、生物豐富的水道排入北美五大湖，很受漁船、鯨魚和遊客的歡迎。

華盛頓大學(University of Washington)領導的一項新研究著眼於這種快速脫氧的原因，並將其與兩種海洋最強大的洋流聯繫起來:墨西哥灣流和拉布拉多洋流。這項研究發表在9月17日的《自然氣候變化》(Nature Climate Change)雜誌上，它解釋了大規模氣候變化是如何導致這條水道深處的氧氣水平下降的。

「紐芬蘭南部地區是海洋中採樣最好的地區之一，」第一作者Mariona Claret說，她是華盛頓大學大氣和海洋聯合研究所的研究員。「這也是一個非常有趣的地區，因為它處在兩股較大的洋流交匯的十字路口。」

自1920年以來，加拿大漁業署一直在追蹤聖勞倫斯地區不斷上升的鹽度和溫度。自1960年以來，人們只對氧氣進行了監測，這種下降趨勢令人擔憂。

克拉雷特說:「在聖勞倫斯海灣內的觀察顯示，那裡的氧氣急劇下降，達到缺氧狀態，這意味著它不能完全支持海洋生物。」

克拉雷特說，氧氣下降已經被認為會影響大西洋狼魚，並威脅到大西洋鱈魚、雪蟹和格陵蘭大比目魚，這些都生活在深海中。

在加拿大麥吉爾大學做這項研究的克拉雷特說:「這個地區的氧氣下降已經有報道，但是之前沒有發現潛在的原因。」

這項研究證實了最近的一項研究，該研究表明，在過去一個世紀里，由於人類排放的二氧化碳水平上升，墨西哥灣暖流向北移動，拉布拉多洋流減弱。這篇新論文發現，這使得墨西哥灣暖流中更多的鹹水和缺氧水進入聖勞倫斯海道。

這項新研究使用了美國國家海洋和大氣管理局的地球物理流體動力學實驗室模型的輸出數據。這個模擬用了9個月的時間，使用了1萬個計算節點——即使以全球氣候模型的標準來衡量，這個數字也是巨大的。

通過這種精度，可以影響海洋環流的漩渦和海岸線的細節開始出現。模型輸出與歷史觀測結果相結合表明，隨著二氧化碳水平的上升，在聖勞倫斯海灣較深處的海灣溪流水取代了拉布拉多海水。

拉布拉多海流攜帶的海水被拉布拉多海的風暴攪動，因此在海面上吸收的空氣混合在海面下很遠的地方。然而，在穩定的水平層中，墨西哥灣流的分層程度更高;上層含有來自上層空氣的氧氣，下層的氧氣被海洋生物消耗掉了。更重要的是，墨西哥灣暖流在更深的地方密度一樣大，因此墨西哥灣暖流中更深層、更缺氧的層遵循著拉布拉多洋流富含氧氣的近地表水所採取的相同密度路徑。

「我們將海岸上氧氣的變化與公海上大規模洋流的變化聯繫起來，」Claret說。

在該模型中，造成聖勞倫斯灣變暖和脫氧的大規模海洋環流的轉移也與大西洋經向翻轉環流的下降相對應，大西洋經向翻轉環流是一種海洋環流模式，它對北半球的氣候有很強的影響。

「能夠將沿海的變化與大西洋經向翻轉洋流聯繫起來是非常令人興奮的，」Claret補充說。

分析表明，在聖勞倫斯河深處觀察到的氧氣下降的一半僅僅是由於水溫升高，而水溫不能容納那麼多的氧氣。另外一半可能是由於其他因素，如兩個電流和通道內的生物活動。接下來會發生什麼還不知道。她說，聖勞倫斯河的氧氣水平將取決於更大的問題，比如人類在未來幾十年將向大氣排放多少二氧化碳，以及大規模洋流將如何應對。

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