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封面故事 | 更熱更久更頻繁…海洋熱浪衝擊生態

海洋熱浪造成浮游植物減少,許多海洋物種「斷糧」,繼而導致上千隻加州海獅餓死。(美聯社) 海洋熱浪造成浮游植物減少,許多海洋物種「斷糧」,繼而導致上千隻加州海獅餓死。(美聯社)
加州上月初海溫創新高,圖為人們拿著浪板準備離開海灘。(美聯社) 加州上月初海溫創新高,圖為人們拿著浪板準備離開海灘。(美聯社)

聖地牙哥(San Diego)海水溫度上月9日測得81.3℉新高,締造1916年有紀錄以來的加州最高海水溫度紀錄。

新研究指出,海洋熱浪(marine heat waves)的出現頻率自1982年起增加一倍,且可能隨著地球暖化而變得更常見、影響更劇烈。

聖地牙哥加大(UCSD)「斯克利普斯海洋學研究所」(Scripps Institution of Oceanography)海洋學者米勒(Art Miller)說:「正如同陸地上的熱浪,海裡也會出現熱浪。」

海洋中持續的高溫情況可能損害海藻林和珊瑚礁,進而危害魚類及海洋生物。

領導研究的瑞士伯恩大學(University of Bern)氣候科學家傅勒(Thomas Frolicher)表示:「這種趨勢只會因為全球暖化,變得更加劇烈。」

傅勒的團隊定義海洋熱浪為,同一地點測量的海水溫度超過以往99%紀錄的極端情況。

傅勒解釋,海洋吸收與釋放熱能的速度比在空氣中更緩慢,絕大多數海洋熱浪會持續數日,甚至延續數周。

未參與研究的普林斯頓大學氣象科學家歐本海默(Michael Oppenheimer)說:「我們知道平均溫度持續上升,但我們以前沒有注意到的是,陸地熱浪的衝擊過後,海洋熱浪的影響會持續數日,甚至好幾個禮拜。」

海洋生物為適應升溫環境而改變生活習性、變換棲地甚至演化的情況,比陸地生物更明顯。

未參與研究的「蘇格蘭海洋機構」(Scottish Marine Institute)生態學者布洛斯(Michael Burrows)表示,部分可自由游動的海洋生物,如魟魚或龍蝦可能改變他們的生活習性,但珊瑚礁或海藻林等定居有機體的處境「岌岌可危」。

澳洲東岸海水溫度在2016年和2017年「居高不下」,造成大堡礁的淺水珊瑚大量死亡,進而影響依賴珊瑚為生的其他海洋生物。

澳洲昆士蘭大學(University of Queensland)海洋生物學者赫格-古貝格(Ove Hoegh-Guldberg)說:「海裡約四分之一的魚兒住在珊瑚礁周圍,如此大量的海洋生物多樣性仰仗這一小部分的海床。」

另一項刊登於「自然」(Nature)期刊的研究,根據衛星數據和其他透過船隻及浮標測量的海平面溫度紀錄指出,海洋熱浪有例可循;不過,這項研究並未包括上月9日在聖地牙哥斯克利普斯(Scripps)碼頭測得的高溫紀錄。

未參與「自然」期刊研究的米勒說,他發現一大群魟魚8月初在碼頭邊優游時,就察覺事態不對;魟魚通常在溫暖的水域出沒。

米勒表示,水溫變化造成洋流改變、浮游植物產量減少,而這種微小的有機體是組成海洋食物鏈的基礎。

海洋生物學家把2013年到2016年發生在太平洋,海水溫度高居不下的情況稱為「水泡」(The Blob);這段期間,浮游植物急遽減少,造成許多海洋物種「斷糧」,繼而導致上千隻加州海獅餓死。

米勒說:「我們不斷創下新的熱浪紀錄,這不讓人意外,但令人震驚。」

●海洋熱浪是什麼?

在陸地上,熱浪可能對人類和野生動物造成傷害,甚至摧毀農作物和森林;不尋常的溫暖情況也出現在海裡,其影響時間可能持續數周或月餘,危害海藻林、珊瑚礁,影響海洋生態系統、漁業及水產養殖業。

不過,關於海洋熱浪的文獻不多;科學家近年才弄清楚海洋熱浪的成因、分布及發生頻率。

氣候變遷使海水變暖,造成海藻、海草、珊瑚礁、魚類等海洋生物分佈的改變;舉例來說,熱帶魚如今很容易出現在雪梨港(Sydney Harbour)。

不過,海洋溫度的改變不穩定也不一致,科學家早前缺乏適當工具定義、彙整,用以了解海洋熱浪及其對生態衝擊的全球模式。

來自大氣科學、海洋學和生態學領域的一群科學家,2015年年初組成海洋熱浪工作小組,研擬海洋熱浪的定義,即一年中特定地點海水溫度長時間異常溫暖的時期,且海洋熱浪在任何時間都可能發生,無論是夏季或冬季。

有了明確定義之後,科學家終於能夠分析歷史數據並判定海洋熱浪發生的模式。

●1982年起 熱浪時間拉長

過去幾世紀來,海洋熱浪在全球出現的頻率更高、持續的時間更長;研究指出,1952年到2016年間,海洋熱浪出現的天數增加54%,加速趨勢從1982年開始浮現。

科學家對照100多年來各地的海平面溫度數據,這些數據來自船基測量站、沿岸紀錄站和衛星觀察,分析海洋熱浪發生的頻率及其延續時間;結果發現,1925年到1954年,以及1987年到2016年,海洋熱浪發生的頻率增加34%,海洋熱浪持續的時間延長17%。

科學家表示,逐漸上升的海水溫度可解釋海洋熱浪的長程趨勢,考量海水溫度將在21世紀持續上升的可能性,未來全球可能預見更多海洋熱浪,海洋熱浪對對海洋生物多樣性的影響也會更明顯。

●漁業也出現經濟損失

20世紀初期,海洋生態系統一年可能經歷30天的海洋熱浪,而今可能一年出現45天;海洋熱浪的影響天數增加,對海洋生態系統及其附帶的經濟效益(如漁業和水產養殖業)造成決定性影響。

2011年,發生在澳洲西部的海洋熱浪造成一大片海藻林死亡,海草取而代之;這種海洋生態系的轉變在海水溫度恢復正常後仍持續,顯示長期且持續的影響可能永久改變海洋生態系。

類似情況發生在澳洲西部著名的沙魚灣(Shark Bay),海洋熱浪造成當地大片海草死亡、藻類大量繁殖,藍蟹及扇貝產量減少,綠蠵龜的健康和這些重要海生棲地的長期碳儲存量都受到影響。

2012年,海洋熱浪重創緬因灣(Gulf of Maine)利潤豐碩的龍蝦養殖業;春季後期的溫暖海水使龍蝦較往年還早游向近海,龍蝦季無預警地提前到來,造成龍蝦價格的崩盤。

2013年秋季到2016年,太平洋北部的海水溫度升高,造成養殖魚場關閉,大量海洋哺乳類動物擱淺,沿岸毒藻大量增生,甚至改變了太平洋西北地區的大規模氣候型態;這次海洋熱浪的影響特別大且持久,科學家因而稱此次海洋熱浪為「水泡效應」(The Blob effect)。

隨著全球海水溫度持續上升,海洋熱浪變得更普遍且廣泛,依賴海洋生態系統的食物鏈、生活和娛樂模式將變得更加不穩定且難以預測。

海洋熱浪影響緬因州龍蝦業。(歐新社) 海洋熱浪影響緬因州龍蝦業。(歐新社)
魟魚因為海溫升高而遷徙棲地。(歐新社) 魟魚因為海溫升高而遷徙棲地。(歐新社)
海洋熱浪造成珊瑚礁白化。(美聯社) 海洋熱浪造成珊瑚礁白化。(美聯社)



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