
在这个潮湿的夏天,墨尔本人和悉尼人在当地的海滩降温时不得不三思而后行。强降雨使河流水位上涨,并将污染物、营养物质和浑浊的淡水泵入大海。菲利普湾港海滩上的游泳者身上沾满了棕色黏液,而上周悉尼的海洋也受到了污染。
在2022年期间,洪水多次袭击澳大利亚东部沿海地区,造成约35亿澳元的损失和悲惨的生命损失。在悉尼,这是有记录以来最潮湿的一年,全年降雨量为2.2米,是往年的两倍。3 - 4月的强降雨事件仅降雨量就超过了600毫米。
我们通常不会考虑一旦洪水涌向大海会发生什么。但我们应该这么做。洪水是新鲜的。当它大量进入海洋时,它会降低沿海海洋的盐度。在我们发表在《自然通讯》上的新研究中,我们发现2022年的洪水导致悉尼有116天的盐度极低,是年平均水平的十倍。极端低盐度日是指在该地点测量到的盐度值中处于底部5%的日子。
通常情况下,这种影响会在六天内消失。但在2022年,沿海海域的极低盐度持续了数月。这些淡水羽流延伸到离岸70公里远的地方,比最初估计的要远5倍。你可以从太空看到它们。对鱼类来说,这是令人困惑和危险的。对于海带森林或海绵花园来说,这可能是致命的。
为什么我们要关心沿海海域的低盐水平?
首先,盐度水平的变化让我们能够追踪到洪水的去向。这一点很重要,因为洪水经常将污染物、沉积物和其他污染物从陆地带入海洋。
其次,当大量淡水到达时,它实际上可以改变海洋的密度。盐水比淡水更重(密度更大),这就是为什么一些海鸟在大雨时能在遥远的海上找到一层饮用水的原因。
海洋的密度取决于水温和盐度。在澳大利亚东海岸,这种密度通常更多地受到温度的影响。但在2022年,我们看到了一些变化。我们第一次看到海水的密度是由盐度控制的。
海水的重量(或密度)主要是由水的含盐量控制的,而不是由水的温度控制的,而不是表面的最高温度。
你可能会看着大海,想象它一直向下都是一样的。但事实上,当你沿着水柱往下走时,会有非常真实的变化,有不同的水层。
洪水脉冲所做的是以不同寻常的方式改变了水柱的结构和分层。在这片沿海海域,通常顶部有一层温暖的海水,下面是较冷的海水。在2022年期间,正常的海水被连续洪水产生的两层淡水所取代。
50米深的淡水层并不是简单地和盐混合。相反,洪水在我们的海岸线外停留了几个月,被困在陆地和温暖、快速流动的东澳大利亚洋流之间。
一些沿海物种如鲷鱼对淡水的耐受性很好。但是其他人根本不喜欢它。我们预计一个巨大的淡水层的突然出现会迫使鱼类移动。洪水中的沉积物和污染物会扰乱海洋生物的正常食物供应。
我们已经知道,洪水可以摧毁海带森林,或者用沉积物覆盖翠绿的海草草甸,影响海龟和儒艮。这反过来又会暂时减少一些渔场的捕获量。
在东海岸外有一个先进的海洋传感器网络,作为澳大利亚综合海洋观测系统的一部分部署。在我们的工作中,我们使用了来自海洋系泊装置的数据——传感器固定在地面上,穿过水柱延伸——以及水下滑翔机,一种装有仪器的水下无人机。
系泊给我们提供了详细、一致的信息,但只有少数几个地点。滑翔机沿着海岸线以之字形的方式上下飞行数百公里,从海岸的近海和返回,每隔200米左右从水面潜入海底。
我们利用系泊处、滑翔机、卫星数据和新南威尔士州规划与环境部运行的河口监测传感器的数据,绘制了一幅洪水移动位置的图片。
尽管我们有一个很好的传感器系统,但我们的观测系统主要用于监测温度而不是盐度,这意味着这种分析只能在拥有合适仪器的海岸特定地区进行。
在全球范围内,很少有数据表明我们的沿海海域有多咸,以及洪水在做什么,特别是在大降雨断断续续的地区,比如澳大利亚东部。2022年,严重的洪水也袭击了巴基斯坦和南非。
这些地区还没有能够探测和跟踪洪水对海洋影响的海洋观测系统。我们不知道这些前所未有的洪水对海洋生态系统造成了什么影响,但我们必须弄清楚。
由于气候变化,预计全球极端降雨事件将增加。我们需要确定那里正在发生什么,以便计划我们的反应,并尽我们所能适应。
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