前所未有的气候冲击正在永远改变五大湖
热浪和寒潮是五大湖生活的一部分。 但密歇根大学的新研究表明，今天的情况与 30 年前完全不同。 “这些极端温度的出现正在增加，”密歇根大学环境与可持续发展学院 （SEAS） 的博士后研究员 Hazem Abdelhady 说。 “对于大多数湖泊来说，与 1998 年之前相比，外观增加了 100% 以上。” 这个时机意义重大他补充说，因为它恰逢 1997-1998 年的厄尔尼诺现象，这是有记录以来最强的厄尔尼诺现象之一。 为了揭示这一趋势，阿卜杜勒哈迪和他的同事开发了一种最先进的方法来模拟五大湖表面温度，这使他们能够研究可追溯到 1940 年的热浪和寒潮。 五大湖的地表水温对天气起着重要作用，这是五大湖居民、旅行者和航运公司明显关心的问题。地区。但阿卜杜勒哈迪说，极端温度事件的增加也可能以更微妙的方式扰乱湖泊支持的生态系统和经济。 “这些类型的事件可能会对渔业产生巨大影响，例如，渔业是一个价值数十亿美元的产业，”阿卜杜勒哈迪说。 根据五大湖渔业委员会的数据，五大湖区的部落、休闲和商业捕鱼每年总价值超过 70 亿美元。 虽然鱼可以游到阿卜杜勒哈迪说，凉爽或温暖的海水可以容忍逐渐的温度变化，但对于任一方向的突然跳跃并不总是如此。 鱼卵特别容易受到异常温度峰值或温度下降的影响。 冷热条纹还会破坏湖泊的自然混合和分层循环，从而影响人们赖以娱乐和饮用水的湖泊的健康和水质。 现在研究人员已经揭示了每个在五大湖中，他们正在努力在此基础上预测未来的极端温度事件，因为湖泊和地球的平均温度继续变暖。 阿卜杜勒哈迪说，在研究这些事件及其与厄尔尼诺和拉尼娜等全球气候现象的联系时，我们可以更好地为它们的影响做好准备。 “如果我们能够理解这些事件，我们就可以开始思考如何防范它们，”阿卜杜拉赫迪说。 该研究是通过五大湖合作研究所 （CIGLR），并发表在《自然》杂志家族的《通讯、地球与环境》上。 这项工作得到了美国国家科学基金会、其全球中心计划和美国国家海洋和大气管理局 （NOAA） 的支持。 捕捉湖泊的伟大 这项工作的挑战之一是问题本身的规模。 尽管研究人员已经开发出可以模拟的计算机模型在世界上大多数湖泊中，五大湖并不是大多数湖泊。 首先，它们是一个由五个湖泊组成的相互连接的系统。 它们还含有世界上五分之一以上的淡水地表水。 它们的海岸线长度与美国整个大西洋沿岸（包括海湾国家）相当。 在许多方面，五大湖与其他湖泊的共同点比与其他湖泊有更多的共同点，研究合著者 Ayumi Fujisaki-Manome 说，他是SEAS 和 CIGLR 的副研究科学家。 “我们不能在五大湖使用传统的、更简单的模型，因为它们确实做得不好，”Fujisaki-Manome 说。 因此，阿卜杜勒哈迪转向用于研究沿海海洋的建模方法，并为五大湖量身定制。 但是，除了建模挑战之外，还有一个数据障碍需要克服。 卫星从大约 45 年前开始就实现了对五大湖的常规直接观测，藤崎-真云说。 但在谈论气候趋势和时代时，研究人员需要研究更长的时间段。 “这项研究的伟大之处在于，我们能够将这一历史时期延长近一倍，”藤崎-马诺梅说。 通过使用可用的观测数据和来自全球气候模拟的可信数据，阿卜杜勒哈迪可以对五大湖的温度数据进行建模，并对其进行可信的验证，追溯到 1940 年。 “这就是为什么我们大量使用建模时间。 我们想知道过去或未来，或者我们不一定能到达的太空点，“合著者、SEAS 副教授、全球气候变化和跨境水域中心负责人德鲁·格罗内瓦德 （Drew Groneworld） 说。 “对于五大湖，我们拥有这三个。” CIGRL 的助理研究科学家 David Cannon 和 NOAA 五大湖环境研究实验室的气候学家和海洋学家 Jia Wang 也为这项研究做出了贡献。 这格罗尼沃尔德说，研究是大学和政府科学机构之间的合作如何创造有益于公众和更广泛的研究界的知识流的完美例子。 该团队的模型现在可供其他研究五大湖的研究小组使用，以探索他们的问题。 对于密歇根大学的团队来说，下一步是使用该模型探索五大湖较小区域的空间差异，并使用该模型进行时间展望。 “我非常好奇我们是否可以预测下一个重大转变或下一个重大转折点，”格罗尼沃尔德说。 “我们没有预料到最后一次。 没有人预料到，1997年，会有一场暖冬厄尔尼诺现象改变一切。