氣候與海洋變化

螞蟻環礁,波納佩,密克羅尼西亞。 照片©尼克霍爾

國際上有一種強烈的共識,即世界正在經歷全球氣候變化,氣候變化的速度正在增加,而且大部分變化都是由於人類活動造成的。

從各種人類活動中增加溫室氣體排放(例如,燃燒化石燃料用於熱能和能源,砍伐森林,施肥作物,飼養牲畜和生產一些工業產品)正在極大地影響珊瑚礁生態系統。

由於氣候和海洋變化,包括海面溫度升高,預計珊瑚褪色事件將在未來頻繁增加。 點擊放大。 地圖©WRI(世界資源研究所)

珊瑚礁生態系統也受到其他壓力因素的威脅,包括過度捕撈,沿海開發,污染和疾病。 在過去的幾十年裡,全球氣候變化與之相結合 本地威脅,導致全球珊瑚礁生態系統大幅下降。

全球氣候變化壓力源

全球氣候變化壓力因素包括:

溫暖的海洋

海洋溫度升高 預計未來幾十年將增加珊瑚褪色事件的頻率和嚴重程度。 珊瑚病 由於海水變暖,預計疫情也會增加。

海平面上升

上升的海洋 如果海平面上升緩慢到足以使珊瑚生長保持同步,與氣候變化相關的氣候變化可能不會對珊瑚礁構成重大威脅。 但是,如果災難性的冰融化導致全球海平面上升,珊瑚礁可能會受到很大影響。 此外,由於海岸線侵蝕,海平面上升可能導致沉積物增加,這可能對珊瑚礁產生不利影響。 海平面上升也可能導致低窪島嶼和沿海棲息地(如紅樹林和海龜築巢海灘)的氾濫和海岸侵蝕。 珊瑚礁跟上海平面上升的能力與海洋酸化密切相關(下圖)。

風暴模式的變化

全球氣候變化可能會推動 風暴模式的變化。 基於高分辨率模型的未來預測表明,2100:

  • 全球熱帶風暴可能更加激烈
  • 在某些地區,強烈風暴的頻率可能會大幅增加
  • 全球所有熱帶風暴的數量可能會減少或變化不大

熱帶風暴可能對珊瑚礁生態系統造成嚴重破壞,對珊瑚礁結構造成直接破壞,並可能導致陸地沉積和徑流增加。

改變的海洋電流

海洋通過全球洋流(例如,通過上升流,下降流和溫鹽環流)在地球周圍移動大量熱量。 由於全球氣候變化,洋流將受到風,降水,溫度和鹽度變化的影響。 洋流的變化會影響污染物的運輸或保留,幼蟲的移動以及可能影響珊瑚等熱敏物種的溫度狀況。 許多氣候模型預測由於氣候變化導致的溫鹽環流減弱,改變了大規模的環流和氣候模式。

降水量的變化

觀察表明,數量,強度,頻率和類型都發生了變化 沉澱。 降水模式表現出很大的自然變異性 厄爾尼諾現象 和大西洋環流模式的變化,如北大西洋濤動。 上個世紀的長期趨勢表明,北美洲和南美洲東部,北歐以及北亞和中亞地區的情況更為潮濕,但薩赫勒,南部非洲,地中海和南亞地區的情況更為乾旱。 在較溫暖的氣候條件下,水汽增加會導致更強烈的降水事件,並且乾旱(不下雨的地方)和洪水(下雨的地方)的風險增加。 厄爾尼諾事件的周期極大地影響了洪水和乾旱的分佈和時間,特別是在熱帶地區和太平洋沿岸國家的大部分中緯度地區。

海洋酸化:CO上升的結果2而不是氣候變化

大氣中二氧化碳增加(CO2)濃度導致CO增加2 沉積在海洋表面,降低海水的pH值(使海水更加酸性)。 由此產生的海洋酸化減少了可用於珊瑚和其他鈣化海洋生物的碳酸鈣的數量,以建立它們的骨骼和貝殼。 這個過程被稱為 海洋酸化 並降低珊瑚礁生長和承受壓力的能力。

海洋酸化是CO的直接結果2 排放,而不是氣候變化。 大氣CO引起的海洋化學變化2 現在可以觀察到排放,並且是高度可預測的。 導致海洋酸化的化學反應(CO時形成碳酸)2 溶於海水中的大部分都與氣候變化無關,因此諸如地球工程以降低全球溫度和減少其他溫室氣體等行動不會顯著減緩海洋酸化。 因此,減少全球海洋酸化的唯一方法是減少CO2 大氣中的濃度。

海洋 - 大氣系統的自然變化

除氣候變化外,自然過程還可以推動海洋 - 大氣系統的變化。 例如, 厄爾尼諾南方濤動 (ENSO)是指自然發生的氣候循環的兩個極端階段(厄爾尼諾和拉尼娜)。 ENSO是季節到年際氣候變率的最主要特徵之一,並導致赤道太平洋東部的異常變暖。 科學家們不確定氣候變化是否會影響ENSO系統在21st世紀的頻率或強度,但研究表明ENSO可能會加劇氣候變化的影響,特別是對珊瑚礁生態系統和依賴它們的社區。

對珊瑚礁恢復力的影響

氣候變化可能會增加珊瑚礁的干擾機制,珊瑚礁生態系統的命運將越來越多地取決於它們恢復和長期維護結構,功能,貨物和服務的潛力 - 即它們的複原力。 基於恢復力的管理要求擴大珊瑚礁生態系統的管理目標,包括生態系統狀態(如珊瑚豐度,魚類密度)和生態系統過程(例如,招募成功,藻類清除率)。 對經理來說至關重要 優先考慮管理工作 恢復和維護 珊瑚礁的恢復能力。 面對氣候變化,基於適應性複原力的管理可能為海洋生態系統提供最好的希望。 與此同時,珊瑚礁管理者需要呼籲減少大氣CO2 因為僅靠復原力不足以保護珊瑚礁生態系統。

視頻:改變時代 (1:00)

安德魯·貝克(Andrew Baker)討論了在我們經歷全球氣候變化時需要管理珊瑚礁來購買時間。

視頻: 氣候變化的影響 (16:47)

Ove Hoegh-Guldberg博士談到了氣候變化對海洋生態系統的影響。