气候变化可能导致不可逆影响的湖泊生态系统

新的研究表明,湖“分层时间”——一个季节性的水分离层——将在气候变暖持续时间更长。

这些长时间的分层可能对湖泊生态系统“深远的影响”,报纸上说,可以把有毒的藻华、鱼死亡和甲烷排放增加。

该研究发表在自然通讯发现,北半球平均季节湖分层时期可能会持续将近两个星期再到本世纪末,即使在一个低排放的场景。发现分层可能会持续一个多月时间如果排放是非常高的。

如果分层时间继续延长,“我们可以期待灾难性变化一些湖泊生态系统,这可能不可逆影响生态社区”该研究的第一作者告诉碳短暂。必威手机官网

研究还发现,较大的湖泊将会看到更多值得注意的变化。例如,北美五大湖,这房子“不可替代的生物多样性”,代表着世界上最大的淡水生态系统,已经经历了“快速变化”分层,根据这项研究。

“致命的后果”

在春天随着气温升高,许多湖泊开始”分层”。热空气加热表面的湖泊,表层的水加热,分离从水的冷却层之下。

分层的层不容易混合和层之间的温差越大,混合越少。湖泊通常分层之间的春季和秋季,当天气炎热保持温暖的表层海水之间的温度梯度和寒冷的水较深之处。

理查德博士Woolway从欧洲太空总署论文的主要作者,发现气候变化正在推动分层开始之前和结束之后。他告诉碳短暂分层的必威手机官网影响是普遍和广泛,更长时间的分层可能会对生态系统“不可逆转的影响”。

例如,多米尼克博士所配——的博士后气候影响研究中心在于默奥大学,他并没有参与这项研究,解释说,分层可以创建一个“物理屏障”,使它更难溶解气体和颗粒层之间移动的水。

这可以防止氧气从水面沉没入湖和可能导致的脱氧水的深处,氧气水平较低的地方,呼吸变得更加困难。

氧消耗可以有“生物的致命的后果”,据伯特伦博士Boehrer——研究员亥姆霍兹环境研究中心的,他并没有参与这项研究。

作者Woolway告诉碳短暂,在较深的陷阱减少氧含量必威手机官网的温暖的表层海水鱼:

“鱼在夏天经常迁移到更深的水域逃离温暖的条件——例如在表面湖的热浪。氧气在深度将意味着减少鱼没有热的避难所,因为他们通常不能生存,当氧气浓度太低。”

这可能是非常有害的湖的生活,甚至可以增加“鱼死亡事件”研究笔记。

然而,分层的影响并不局限于鱼。研究指出,转向分层在春天早些时候也可以鼓励社区的浮游植物——一种藻类增长更快,并能把它们不同步的物种依赖他们的食物。这就是所谓的“营养不匹配”。

凯瑟琳O ' reilly教授教授地理、地质和环境伊利诺斯州立大学他并没有参与这项研究,补充说,再分层时间也可以增加有害藻类大量繁殖的可能性。

气候变化对湖泊的影响也超出生态系统。低氧在湖泊可以提高生产水平甲烷”中产生和释放的湖泊在全球重大利率”,根据这项研究。

Woolway解释说,高水平的气候变暖可能因此创建一个积极的反馈在湖泊,那里气温上升意味着产生较大的温室气体排放:

“低氧含量在湖泊沉积物的深度也促进甲烷生产,然后可以释放表面通过泡沫或扩散,导致气候变化的一个积极的反馈。”

发病和分手

在这项研究中,作者确定历史变化的湖泊分层时期使用的长期观测数据的一些世界上湖泊“监控”和日常模拟从湖的集合模型。

他们也运行模拟未来变化的湖泊分层期在三个不同的排放情况,来确定这个过程在未来可能会改变。这项研究集中在湖泊在北半球。

下图展示了分层湖天的平均变化从1900年到2099年,相对于1970 - 1999年的平均水平。情节显示历史测量(黑),和低排放RCP2.6(蓝色),中期排放RCP6.0(黄色)和极高的排放RCP8.5(红色)场景。

情节表明平均湖分层时间已经延长。然而,研究补充说,一些湖泊看到比其他人更重要的影响。

例如,Blelham冰斗湖——最well-monitored湖在英国湖区-现在是分层24天前和维护额外的分层18天其1963 - 1972年的平均水平相比,研究发现。Woolway告诉碳短暂,因必威手机官网此,湖已经氧气枯竭的迹象。

气候变化是增加平均分层时间在湖泊,研究结果显示,通过移动的分层以后,把分层“分手”。下面的表显示了发生预期变化,分手和整体长度下的湖泊分层不同的排放情况,而1970 - 1999年基准。

发射的场景	出现分层(天前)	分手的分层(天)	分层时间更长时间(天)
低	9	4	13
中期	15	7	22
非常高的	22	11	33

爆发改变,分手和总长度下的湖泊分层不同的排放情况,而1970 - 1999年基准。

表显示,即使在低排放场景中,分层湖期预计将由本世纪末13天的时间。然而,在极高的排放情况下,它可能是33天了。

此表格还显示分层出现改变了比分层分手更显著。的原因发现,通过观察司机的分层。

温暖的天气和较弱的风

分层的时机出现,分手在湖泊是由两个主要因素——温度和风速。

温度对湖泊分层的影响是基于事实,温水比冷水密度较低,Woolway告诉碳简要:必威手机官网

“变暖水的表面通过增加空气温度会导致水的密度减少和同样的结果在不同的热层在一个湖的形成——冷却器,密度较大的水落定湖的底部,而温暖,轻水之上形成了一层。”

这意味着,随着气候变化导致气温上升、湖泊会分层,保持更长时间的分层。高海拔的湖泊也可能会看到更大的变化,分层,Woolway告诉碳简短,因为夏天很明显的延长在高纬度地区”。必威手机官网

下图展示了预期的分层时间增加湖泊在北半球低(左)、中期(中心)和高(右)排放场景。更深的颜色分层段表明一个更大的增加。

图显示预期的气候变化对分层的影响持续时间在更北方高纬度地区变得更加明显。

第二个因素是风速、Woolway解释道:

“风速也影响分层发生的时间和故障,裹挟着大风的作用混合水体,因此反对增加空气温度的分层效果。”

根据这项研究,风速随全球变暖将略有减少。作者指出,预计近地表风速的变化是“相对较小”相比,可能温度增加,但他们补充说,它仍然可能造成“实质性”分层的变化。

研究发现,空气的温度是最重要的因素当湖将开始分层。然而,当看着分层分手,发现风速是更重要的司机。

与此同时,瓦尚说,风速对甲烷排放量湖泊也有影响。他指出,分层阻止产生的甲烷湖的底部上升,分层期结束时,甲烷可以上升到表面。然而,根据所配,分层分手的速度会影响多少甲烷释放到大气中:

“我的工作已经表明甲烷累积量底水域将最后发出分层解体的速度有关。例如,缓慢而渐进的分层分拆将最有可能允许水氧化,让细菌氧化甲烷二氧化碳。分层解体,出现迅速——例如与高风速,风暴事件后将允许积累的甲烷释放到大气中更有效。”

最后,该研究发现,大湖在春天要花很长的时间来分层,通常长时间维持在分层在秋天——因为他们的高体积的水。例如,作者突出了北美五大湖,这房子“不可替代的生物多样性”,代表了世界上最大的淡水生态系统。

这些湖泊分层每十年3.5天早自1980年以来,作者发现,分层出现一些极端之间可以随48天。

O ' reilly告诉碳简短必威手机官网,“很明显,这些变化将湖泊进入未知的领域”,并补充称,该论文”提供了一个框架思考未来气候情景下湖泊会改变多少”。