Klimatförändringens effekter på haven - Effects of climate change on oceans

Datauppsättningar som visar global uppvärmning, några från 1850.

De effekter av klimatförändringar om oceaner inkluderar höjning av havsnivån från havet uppvärmningen och isen smälter, och förändringar i försurning, cirkulation, och skiktning på grund av förändrade temperaturer som leder till förändringar i syrekoncentrationer. Det finns tydliga tecken på att jorden värms på grund av antropogena utsläpp av växthusgaser och oundvikligen leder till havsuppvärmning. De växthusgaser som tas upp av havet (via koldioxidbindning ) bidra till att mildra klimatförändringarna , men leder till försurning av haven.

Fysiska effekter av klimatförändringarna på hav inkluderar havsnivåhöjningar som särskilt kommer att påverka kustområden , havsströmmar , väder och havsbotten . Kemiska effekter inkluderar försurning av havet och minskade syrenivåer . Dessutom kommer det att få effekter på marint liv . Konsensus i många studier av kustnära tidvattenmätare är att havsnivån under det senaste århundradet har stigit över hela världen med en genomsnittlig hastighet på 1–2 mm/år, vilket återspeglar ett nettoflöde av värme till markens och havets yta. Hastigheten med vilken havsförsurning kommer att ske kan påverkas av hastigheten på ytuppvärmning av ytan, eftersom de kemiska jämvikt som styr havsvattens pH är temperaturberoende. Ökning av vattentemperaturen kommer också att ha en förödande effekt på olika oceaniska ekosystem som korallrev . Den direkta effekten är korallblekning av dessa rev, som lever inom en smal temperaturmarginal, så en liten temperaturökning skulle få drastiska effekter i dessa miljöer.

Fysiska effekter

Höjning av havsnivån

Detta avsnitt är ett utdrag från havsnivåhöjning . [ redigera ]

Satellitobservationer av havsnivån stiger från 1993 till 2021.

Tidvattensmätningar visar att den nuvarande globala havsnivåhöjningen började i början av 1900 -talet. Mellan 1900 och 2017 ökade den genomsnittliga havsnivån globalt med 16–21 cm (6,3–8,3 tum) eller 1,4–1,8 mm (0,055–0,071 tum) per år. Mer exakta data som samlats in från satellitradarmätningar avslöjar en accelererande ökning av 7,5 cm (3,0 in) från 1993 till 2017, för en genomsnittlig hastighet av 31 mm (1,22 tum) per årtionde. Denna acceleration beror främst på klimatförändringar , som driver termisk expansion av havsvatten och smältning av landbaserade isar och glaciärer . Mellan 1993 och 2018 bidrog den termiska expansionen av haven med 42% till havsnivåhöjningen; smältning av tempererade glaciärer , 21%; Grönland , 15%; och Antarktis , 8%. Klimatforskare förväntar sig att hastigheten kommer att accelerera ytterligare under 2000 -talet, med de senaste mätningarna som säger att havsnivån för närvarande stiger med 3,6 mm per år.

Att projicera framtida havsnivå är utmanande på grund av komplexiteten i många aspekter av klimatsystemet och tidsfördröjningar i havsnivåreaktioner på jordens temperaturförändringar. Eftersom klimatforskning om tidigare och nuvarande havsnivåer leder till förbättrade datormodeller har prognoserna konsekvent ökat. År 2007 förutspådde mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) en uppskattning på 60 cm (2 fot) fram till 2099, men deras rapport från 2014 höjde high-end-uppskattningen till cirka 90 cm (3 fot). Ett antal senare studier har dragit slutsatsen att en global havsnivåhöjning på 200 till 270 cm detta sekel är "fysiskt trolig". En konservativ uppskattning av de långsiktiga prognoserna är att varje temperaturstegring i Celsius utlöser en havsnivåhöjning på cirka 2,3 meter (4,2 fot/grad Fahrenheit ) under en period av två årtusenden (2000 år): ett exempel på klimatinerti . I februari 2021 föreslog ett papper publicerat i Ocean Science att tidigare prognoser för global havsnivåhöjning 2100 som rapporterats av IPCC sannolikt var konservativa och att havsnivån kommer att stiga mer än tidigare förväntat.

Havsnivån kommer inte att stiga enhetligt överallt på jorden, och det kommer till och med att sjunka något på vissa platser, till exempel i Arktis . Lokala faktorer inkluderar tektoniska effekter och nedsänkning av marken, tidvatten, strömmar och stormar. Havsnivåhöjningar kan påverka människobefolkningen avsevärt i kust- och öregioner. En utbredd kustflod väntas med flera grader av uppvärmning i årtusenden. Ytterligare effekter är högre stormfloder och farligare tsunamier, förskjutning av befolkningar, förlust och nedbrytning av jordbruksmark och skador i städer. Naturliga miljöer som marina ekosystem påverkas också, med fisk, fåglar och växter som förlorar delar av sin livsmiljö.

Samhällen kan anpassa sig till havsnivåhöjningen på tre olika sätt: genomföra hanterad reträtt , tillgodose kustförändringar eller skydda mot havsnivåhöjning genom hårdbyggande metoder som havsväggar eller mjuka tillvägagångssätt som sanddynrehabilitering och strandnäring . Ibland går dessa anpassningsstrategier hand i hand, men andra gånger måste val göras bland olika strategier. För vissa mänskliga miljöer, till exempel så kallade sjunkande städer , kan anpassning till havsnivåhöjning förvärras av andra miljöfrågor som nedsänkning . Naturliga ekosystem anpassar sig vanligtvis till stigande havsnivåer genom att flytta inåt landet; men de kanske inte alltid kan göra det på grund av naturliga eller artificiella hinder.

Vågor på en havskust

Energi (värme) tillförs olika delar av klimatsystemet på grund av den globala uppvärmningen.

Kuster

Det finns ett antal faktorer som påverkar stigande havsnivåer, inklusive den termiska expansionen av havsvatten, smältning av glaciärer och isark på land och möjligen mänskliga förändringar av grundvattenslagring .

Konsensus i många studier av kustvattenmätarrekord är att havsnivån under det senaste århundradet har stigit över hela världen med en genomsnittlig hastighet på 1–2 mm/år, vilket återspeglar ett nettoflöde av värme till markens och havets yta. Motsvarande studier baserade på satellithöjdmetri visar att denna hastighet har ökat till närmare 3 mm/år under de mer fullständigt övervakade senaste 20 åren. En färsk granskning av litteraturen tyder på att 30% av havsnivåhöjningen sedan 1993 beror på termisk expansion och 55% på grund av kontinental issmältning, båda till följd av uppvärmning av globala temperaturer. I en annan studie uppskattar resultaten att värmeinnehållet i havet på de övre 700 meterna har ökat markant från 1955–2010. Det måste påminnas om att i detta sammanhang är användningen av ordet värme extremt felaktig, eftersom värme inte kan lagras i en kropp utan bara utbytas mellan kroppar. Observationer av förändringarna i "värmeinnehåll" i havet är viktiga för att ge realistiska uppskattningar av hur havet förändras med global uppvärmning. En ännu nyare studie av bidragen till den globala havsnivån på grund av smältning av de två stora isskivorna baserat på satellitmätningar av gravitationens fluktuationer tyder på att smältningen av dessa ensamma orsakar den globala havsnivån till cirka 1 mm/år. I en ny modellstudie använde forskare en jordsystemsmodell för att studera flera variabler av havet, varav en var "värmeinnehållet" i haven under de senaste hundra åren. Jordsystemsmodellen införlivade atmosfären, markytans processer och andra jordkomponenter för att göra den mer realistisk och lik observationer. Resultaten av deras modellimulering visade att sedan 1500 har havets "värmeinnehåll" på de övre 500 m ökat.

Kopplingen mellan havsnivåhöjning och havs termisk expansion följer av Charles lag (även känd som volymlagen) uttrycker helt enkelt att volymen av en given massa är proportionell mot dess temperatur. Detta bidrag till havsnivån övervakas av oceanografer med hjälp av en rad temperaturmätningsprofileringsinstrument, som sedan sammanställs på nationella datacenter som USA: s nationella oceanografiska datacenter . Den internationella klimatpanel (IPCC) Femte Assessment Report uppskattar att det övre oceanen (ytan till 750 m djup) har värmts av 0,09 till 0,13 grader C per decennium under de senaste 40 åren. Andra processer som är viktiga för att påverka den globala havsnivån inkluderar förändringar av grundvattenslagring inklusive dammar och reservoarer.

Den globala uppvärmningen har också en enorm inverkan på smältande glaciärer och isark. Högre globala temperaturer smälter glaciärer som den på Grönland , som rinner ut i haven och ökar mängden havsvatten. En stor höjning (i storleksordningen flera fot) i de globala havsnivåerna utgör många hot. Enligt US Environmental Protection Agency (EPA), "en sådan ökning skulle dränka kust våtmarker och lågland , urholka stränder , ökar risken för översvämningar och öka salthalten i flodmynningar , grundvattenmagasin och våtmarker." Säsongscyklerna är nära kopplade till de säsongsmässiga förändringarna i havsis och havsytemperaturer. Tidpunkten och amplituden för säsongscykeln har förändrats av den globala uppvärmningen.

Överlagrad på den globala höjningen av havsnivån är en stark regional och dekadal variation som kan få havsnivån längs en viss kustlinje att sjunka med tiden (till exempel längs den kanadensiska östra kusten) eller att stiga snabbare än det globala genomsnittet. Regioner som har visat en snabb ökning av havsnivån under de senaste två decennierna inkluderar västra tropiska Stillahavsområdet och USA: s nordöstra kust. Dessa regionala variationer i havsnivån är resultatet av många faktorer, såsom lokala sedimentationshastigheter, geomorfologi , efterglacial återhämtning och kusterosion . Stora stormhändelser, som orkanen Sandy i östra Atlanten, kan dramatiskt förändra kustlinjerna och påverka havsnivåhöjningen också.

Kustregioner påverkas mest av stigande havsnivåer. Ökningen av havsnivån längs kontinenternas kuster, särskilt Nordamerika, är betydligt större än det globala genomsnittet. Enligt 2007 bedömningar vid internationella klimatpanel (IPCC), "global genomsnittlig havsnivån kommer att stiga mellan 0,6 och 2 fot (0,18 till 0,59 meter) i nästa århundrade. Längs amerikanska Mid-Atlantic och Mexikanska golfen, men havsnivån steg under det senaste århundradet 5 till 6 tum mer än det globala genomsnittet. Detta beror på att havsnivåerna har sjunkit. Havsnivån längs den amerikanska Stillahavskusten har också ökat mer än det globala genomsnittet men mindre än längs Atlantkusten Detta kan förklaras av de varierande kontinentala marginalerna längs båda kusterna; kontinentalmarginalen av atlantisk typ kännetecknas av en bred, försiktigt sluttande kontinentalsockel, medan kontinentalmarginalen i Stillahavstypen innehåller en smal hylla och en sluttning som sjunker ner i en djup dike. -lutande kustområden bör dra sig tillbaka snabbare än regioner med högre sluttning, Atlantkusten är mer sårbar för havsnivåhöjningar än Stillahavskusten.

Samhälle

Ökningen av havsnivån längs kustregioner har konsekvenser för ett brett spektrum av livsmiljöer och invånare. För det första kommer stigande havsnivåer att ha en allvarlig inverkan på stränder - en plats som människor älskar att besöka rekreationellt och ett utmärkt läge för fastigheter. Det är idealiskt att bo vid kusten, på grund av ett mer måttligt klimat och trevligt landskap, men egendom vid stranden riskerar att urholka mark och stigande havsnivåer. Sedan hotet från stigande havsnivåer har blivit mer framträdande har fastighetsägare och lokala myndigheter vidtagit åtgärder för att förbereda sig för det värsta. Till exempel "Maine har antagit en policy som förklarar att strandbyggnader måste flyttas för att stränder och våtmarker ska kunna flytta inåt landet till högre mark." Dessutom tillför många kuststater sand till sina stränder för att kompensera för stranderosion , och många fastighetsägare har höjt sina strukturer i lågt liggande områden. Till följd av erosion och förstörelse av fastigheter genom stora stormar på kustland har regeringar undersökt hur man köper mark och får invånarna att flytta längre inåt landet. Havet absorberar nu mycket av mänskligt genererad koldioxid, vilket sedan påverkar temperaturförändringar. Havet lagrar 93 procent av den energin som hjälper till att hålla planeten levande genom att minska temperaturen.

En annan viktig kustnära livsmiljö som hotas av havsnivåhöjning är våtmarker, som "förekommer längs marginalerna av flodmynningar och andra strandområden som är skyddade från det öppna havet och inkluderar träsk, tidvattenlägenheter, kustmyrar och vikar." Våtmarker är extremt sårbara för stigande havsnivåer, eftersom de ligger inom några meter från havsnivån. Hotet mot våtmarker är allvarligt på grund av att de är mycket produktiva ekosystem , och de har en enorm inverkan på ekonomin i omgivande områden. Våtmarker i USA försvinner snabbt på grund av en ökning av bostäder, industri och jordbruk, och stigande havsnivåer bidrar till denna farliga trend. Som ett resultat av stigande havsnivåer tenderar de yttre gränserna för våtmarker att erodera och bildar nya våtmarker mer inåt landet. Enligt EPA kan "mängden nyskapade våtmarker dock vara mycket mindre än det förlorade våtmarksområdet - särskilt i utvecklade områden skyddade med skott, vallar och andra strukturer som hindrar nya våtmarker från att bildas inåt landet." Vid en uppskattning av en havsnivåhöjning inom nästa århundrade på 50 cm (20 tum) skulle USA förlora 38% till 61% av sina befintliga kustvåtmarker.

En höjning av havsnivån kommer att ha en negativ inverkan inte bara på kustens egendom och ekonomi utan på vår tillgång till färskvatten. Enligt EPA, "Stigande havsnivå ökar salthalten i både ytvatten och grundvatten genom intrång i saltvatten." Kustmynningar och akviferer löper därför en hög risk att bli för saltvatten från stigande havsnivåer. När det gäller flodmynningar skulle en ökning av salthalten hota vattenlevande djur och växter som inte tål höga salthalter. Akviferer fungerar ofta som en primär vattenförsörjning till omgivande områden, till exempel Floridas Biscayne -akvifer, som tar emot sötvatten från Everglades och sedan levererar vatten till Florida Keys. Stigande havsnivåer skulle sänka ned låglänta områden i Everglades, och salthalten skulle öka kraftigt i delar av akvifer. Den betydande höjningen av havsnivån och de minskande mängderna av sötvatten längs Atlanten och Gulfkusten skulle göra dessa områden ganska obeboeliga. Många ekonomer förutspår att den globala uppvärmningen kommer att vara ett av de viktigaste ekonomiska hoten mot västkusten, särskilt i Kalifornien. "Lågt liggande kustområden, till exempel längs Gulfkusten, är särskilt sårbara för havsnivåhöjningar och starkare stormar-och dessa risker återspeglas i stigande försäkringspriser och premier. I Florida till exempel genomsnittspriset för en husägare politiken ökade med 77 procent mellan 2001 och 2006. ”

Globalt problem

Eftersom stigande havsnivåer utgör ett angeläget problem inte bara för kustsamhällen utan också för hela den globala befolkningen, har mycket vetenskaplig forskning utförts för att analysera orsakerna och konsekvenserna av en höjning av havsnivån. Den amerikanska geologiska undersökningen har bedrivit sådan forskning och behandlat kustens sårbarhet för havsnivåhöjning och införlivat sex fysiska variabler för att analysera förändringar i havsnivån: geomorfologi; kustbacke (procent); relativ relativ havsnivåhöjning (mm/år); strandens erosion och accelerationshastigheter (m/år); medelvärde för tidvatten (m); och medelvåghöjd (m). Forskningen genomfördes på de olika kusterna i USA, och resultaten är mycket användbara för framtida referens. Längs Stillahavskusten är de mest utsatta områdena lågt liggande stränder, och "deras mottaglighet är främst en funktion av geomorfologi och kustlutning." När det gäller forskning som utförts längs Atlantkusten befanns de mest sårbara områdena för havsnivåhöjningar vara längs den mittenatlantiska kusten (Maryland till North Carolina) och norra Florida, eftersom det här är "vanligtvis högenergikustlinjer där de regionala kustlutningen är låg och där den största landformstypen är en barriärö. " För Gulfkusten är de mest sårbara områdena längs kusten Louisiana-Texas. Enligt resultaten "är de områden med högst sårbarhet vanligtvis lägre strand- och kärrområden; deras mottaglighet är främst en funktion av geomorfologi, kustlutning och relativ relativ havsnivåhöjning."

Många humanister och miljöaktivister tror att politisk politik måste ha en större roll för koldioxidreducering. Människor har ett stort inflytande på havsnivåhöjningen eftersom vi avger ökande halter av koldioxid i atmosfären genom bilanvändning och industri. En högre mängd koldioxid i atmosfären leder till högre globala temperaturer, vilket sedan resulterar i termisk expansion av havsvatten och smältning av glaciärer och isark.

havsströmmar

De strömmarna i världshaven är ett resultat av varierande temperaturer i samband med de förändrade breddgrader på vår planet. När atmosfären värms närmast ekvatorn , värms den heta luften på ytan av vår planet, vilket får den att stiga och dra in svalare luft för att ta plats, vilket skapar så kallade cirkulationsceller. Detta gör att luften blir betydligt kallare nära polerna än vid ekvatorn.

Vindmönster associerade med dessa cirkulationsceller driver ytströmmar som driver ytvattnet till de högre breddgraderna där luften är kallare. Detta kyler ner vattnet tillräckligt till där det kan lösa upp mer gaser och mineraler, vilket gör att det blir mycket tätt i förhållande till lägre breddgrader, vilket i sin tur får det att sjunka till botten av havet och bilda det som kallas North Atlantic Deep Water (NADW) i norr och Antarctic Bottom Water (AABW) i söder. Drivet av detta sjunkande och uppväxt som uppstår på lägre breddgrader, liksom vindkraften på ytvatten, verkar havsströmmarna för att cirkulera vatten genom hela havet. När global uppvärmning läggs till i ekvationen sker förändringar, särskilt i de områden där djupt vatten bildas. Med uppvärmningen av oceanerna och efterföljande smältning av glaciärer och de polära iskapparna släpps allt mer sötvatten ut till områden med hög latitud där djupt vatten bildas. Detta extra vatten som kastas i den kemiska blandningen späd ut innehållet i vattnet som kommer från lägre breddgrader, vilket minskar ytvattnets densitet. Följaktligen sjunker vattnet långsammare än normalt.

År 2021 hittar forskare tecken på en möjlig övergång av den atlantiska meridionala vältcirkulationen till det svaga cirkulationsläget på grund av klimatförändringar under de kommande 10 - 50 åren. Strömmarna rör sig i den långsammaste hastigheten senast 1600 år. En sådan förändring kommer att orsaka allvarliga katastrofer genom att: "allvarligt störa de regn som miljarder människor är beroende av för mat i Indien, Sydamerika och Västafrika, ökande stormar och sänkning av temperaturer i Europa, och pressning av havsnivån utanför östra Nordamerika. Det skulle också ytterligare äventyra Amazonas regnskog och Antarktis isark ".

Det är viktigt att notera att havsströmmar ger de nödvändiga näringsämnena för att livet ska kunna upprätthålla sig på de lägre breddgraderna. Skulle strömmarna sakta ner skulle färre näringsämnen tas med för att upprätthålla havslivet vilket resulterar i en sönderfall av näringskedjan och irreparabel skada på det marina ekosystemet . Långsammare strömmar skulle också innebära mindre kolfixering . Naturligtvis är havet den största sjunken i vilken kol lagras. När vatten blir mättat med kol har överskott av kol ingenstans att gå, eftersom strömmarna inte tar upp tillräckligt med färskt vatten för att fixa överskottet. Detta orsakar en ökning av atmosfärisk koldioxid som i sin tur orsakar positiv feedback som kan leda till en flyktig växthuseffekt .

Väder

Den globala uppvärmningen påverkar också vädermönster när det gäller cykloner . Forskare har funnit att även om det har varit färre cykloner än tidigare har intensiteten för varje cyklon ökat. En förenklad definition av vad global uppvärmning betyder för planeten är att kallare områden skulle bli varmare och varmare regioner skulle bli mycket varmare. Men det finns också spekulationer om att den fullständiga motsatsen kan vara sann. En varmare jord kan tjäna till måttliga temperaturer över hela världen. Det finns fortfarande mycket som inte förstås om jordens klimat, eftersom det är mycket svårt att göra klimatmodeller. Som sådan är förutsägelse av effekterna som global uppvärmning kan få på vår planet fortfarande en inexakt vetenskap. Den globala uppvärmningen gör också att farorna i havet ökar. Det har ökat mängden dimma vid havsnivå, vilket har gjort det svårare för fartyg att navigera utan att krascha in i andra båtar eller andra föremål i havet. Markens värme och fukt gör att dimman kommer närmare havets ytnivå. När regnet faller gör det marken blöt, då stiger den varma luften och lämnar ett lager kall luft som förvandlas till dimma som orsakar ett osäkert hav för resor och arbetsförhållanden på havet. Det får också havet att skapa fler översvämningar på grund av att det värms upp och glaciärerna från istiden smälter nu och får havsnivåerna att stiga, vilket får havet att ta över en del av land och stränder. Glaciärer smälter i en oroväckande hastighet som får havet att stiga snabbare än förutspått. Inuti denna is finns det spår av bubblor som är fyllda med CO ₂ som sedan släpps ut i atmosfären när de smälter och får växthuseffekten att växa ännu snabbare.

Regionala vädermönster över hela världen förändras också på grund av uppvärmningen av tropiska hav. Den varma poolen i Indo-Stilla havet har värmts snabbt och expanderat under de senaste decennierna, till stor del som svar på ökade koldioxidutsläpp från förbränning av fossila bränslen. Den varma poolen expanderade till nästan dubbelt så stor, från ett område på 22 miljoner km ² under 1900–1980, till ett område på 40 miljoner km ² under åren 1981–2018. Denna utvidgning av den varma poolen har förändrat globala nederbördsmönster genom att förändra livscykeln för Madden Julian Oscillation (MJO), som är det mest dominerande sättet för väderfluktuationer med ursprung i tropikerna.

Havsbotten

Det är känt att klimatet påverkar havet och havet påverkar klimatet. På grund av klimatförändringar , eftersom havet blir varmare påverkar detta också havsbotten . På grund av växthusgaser som koldioxid kommer denna uppvärmning att påverka havets bikarbonatbuffert. Bikarbonatbufferten är koncentrationen av bikarbonatjoner som håller havets surhet balanserad inom ett pH -område på 7,5–8,4. Tillsats av koldioxid till havsvattnet gör haven surare. Ökad surhet i havet är inte bra för planktonorganismerna som är beroende av kalcium för att bilda sina skal. Kalcium löses upp med mycket svaga syror och varje ökning av havets surhet kommer att vara destruktiv för de kalkhaltiga organismerna. Ökad surhet i havet leder till minskat kalcitkompensationsdjup (CCD), vilket gör att kalcit löses upp i grundare vatten. Detta kommer då att ha stor effekt på den kalkhaltiga sippret i havet, eftersom själva sedimentet skulle börja lösa sig.

Om havstemperaturen stiger kommer det att ha en effekt precis under havsbotten och det kommer att tillåta tillsats av en annan växthusgas, metangas . Metangas har hittats under metanhydrat , fryst metan och vatten, under havsbotten. Med havets uppvärmning kommer detta metanhydrat att börja smälta och släppa metangas, vilket bidrar till den globala uppvärmningen. Ny forskning har emellertid funnit att CO2 -upptag överträffar metanfrisättning i dessa delar av havet och orsakar övergripande minskningar av den globala uppvärmningen.

Kemiska effekter

Havets försurning

Detta avsnitt är ett utdrag från försurning av havet . [ redigera ]

Uppskattad förändring av havsvattens pH orsakad av människoskapad CO
₂mellan 1700 -talet och 1990 -talet , från Global Ocean Data Analysis Project (GLODAP) och World Ocean Atlas

Här är en detaljerad bild av hela kolcykeln

NOAA ger bevis för uppvätningen av "försurat" vatten på kontinentalsockeln. I figuren ovan, notera de vertikala sektionerna av (A) temperatur, (B) aragonitmättnad, (C) pH, (D) DIC och (E) p CO
2på transektlinje 5 av Pt. St. George, Kalifornien. De potentiella densitetsytorna ligger ovanpå temperatursektionen. 26.2 potentialdensitetsytan avgränsar platsen för den första instansen där det undermättade vattnet uppvälts från 150 till 200 m djup ner på hyllan och rinner ut vid ytan nära kusten. De röda prickarna representerar provplatser.

Ocean Acidification Infographic

Försurning är den pågående minskningen av pH- värdet hos jordens s oceaner , som orsakas av upptag av koldioxid ( CO
2) från atmosfären . Den främsta orsaken till försurning av havet är förbränning av fossila bränslen . Havets försurning är en av flera effekter av klimatförändringarna på haven. Havsvatten är något basiskt (vilket betyder pH> 7), och havsförsurning innebär en förskjutning mot pH-neutrala förhållanden snarare än en övergång till sura förhållanden (pH <7). Oron med försurning av havet är att det kan leda till minskad produktion av skal av skaldjur och annat vattenliv med kalciumkarbonatskal , liksom några andra fysiologiska utmaningar för marina organismer. De kalciumkarbonatskalade organismerna kan inte reproducera sig under höga mättade acidotiska vatten. Uppskattningsvis 30-40% av koldioxiden från mänsklig aktivitet som släpps ut i atmosfären löses upp i hav, floder och sjöar. En del av det reagerar med vattnet för att bilda kolsyra . Några av de resulterande kolsyra molekyler dissocierar till en bikarbonat jon och en vätejon, vilket således ökar ocean aciditet ( H ⁺ jon koncentration).

Mellan 1751 och 1996 beräknas havsytans pH -värde ha minskat från cirka 8,25 till 8,14, vilket motsvarar en ökning med nästan 30% i H ⁺ -jonkoncentrationen i världshaven (observera att pH -skalan är logaritmisk så en förändring av en i pH -enhet motsvarar en tiofaldig förändring i H ⁺ jonkoncentration). Ökad surhet antas ha en rad potentiellt skadliga konsekvenser för marina organismer, såsom nedstämmande ämnesomsättning och immunsvar i vissa organismer och orsaka korallblekning . Genom att öka närvaron av fria vätejoner resulterar den extra kolsyra som bildas i haven i slutändan i omvandling av karbonatjoner till bikarbonatjoner. Havets alkalinitet (ungefär lika med [HCO ₃ ^- ] + 2 [CO ₃ ²⁻ ]) förändras inte av processen eller kan öka under långa tidsperioder på grund av karbonatupplösning . Denna nettonedgång i mängden tillgängliga karbonatjoner kan göra det svårare för marina förkalkningsorganismer, till exempel korall och en del plankton , att bilda biogent kalciumkarbonat , och sådana strukturer blir sårbara för upplösning. Pågående försurning av haven kan hota framtida näringskedjor kopplade till haven.

Havets försurning har jämförts med antropogena klimatförändringar och kallas "den globala uppvärmningens onda tvilling " och "den andra CO
2problem ". Sötvattenförekomster verkar också försurande, även om detta är ett mer komplext och mindre uppenbart fenomen. För att säkerställa att havets försurning minimeras syftar FN: s hållbar utvecklingsmål 14 (" Life below Water ") till att säkerställa att oceaner är bevaras och används på ett hållbart sätt. Som medlemmar i InterAcademy -panelen har 105 vetenskapsakademier utfärdat ett uttalande om försurning av havet och rekommenderar att år 2050 kommer global CO
2utsläppen minskas med minst 50% jämfört med 1990 års nivå.

Havets försurning har förekommit tidigare i jordens historia, och den resulterande ekologiska kollapsen i haven hade långvariga effekter för den globala koldioxidcykeln och klimatet. Det mest anmärkningsvärda exemplet är Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), som inträffade för cirka 56 miljoner år sedan när massiva mängder kol kom in i havet och atmosfären och ledde till upplösning av karbonatsediment i alla havsbassänger.

Syreförbrukning

Övrig

En rapport från NOAA forskare som publiceras i tidskriften Science maj 2008 fann att stora mängder av relativt syrad vatten uppvällande till inom fyra miles i Stilla kontinentalsockeln område i North America. Detta område är en kritisk zon där de flesta lokala marina livet lever eller föds. Medan tidningen endast behandlade områden från Vancouver till norra Kalifornien, kan andra kontinentalsockelområden uppleva liknande effekter.

En relaterad fråga är metanklatratreservoarerna som finns under sediment på havsbotten. Dessa fångar upp stora mängder av växthusgasen metan , som uppvärmningen i havet har potential att släppa ut. År 2004 beräknades den globala inventeringen av havsmetanklatrater uppta mellan en och fem miljoner kubikkilometer . Om alla dessa klatrater skulle spridas enhetligt över havsbotten skulle detta översättas till en tjocklek mellan tre och fjorton meter. Denna uppskattning motsvarar 500–2500 gigatonn kol (Gt C) och kan jämföras med 5000 Gt C uppskattad för alla andra fossila bränslereserver.

Effekter på marint liv

Exempel på förväntade effekter och sårbarheter för fiske i samband med klimatförändringar

Forskning tyder på att ökande havstemperaturer tar hårt på det marina ekosystemet . En studie om växtplanktonförändringar i Indiska oceanen indikerar en nedgång med upp till 20% i marint växtplankton under de senaste sex decennierna. Under sommaren är västra Indiska oceanen hem för en av de största koncentrationerna av marina växtplanktonblommor i världen jämfört med andra hav i tropikerna. Ökad uppvärmning i Indiska oceanen förbättrar havets skiktning, vilket förhindrar blandning av näringsämnen i den eufotiska zonen där det finns gott om ljus för fotosyntes. Således begränsas primärproduktionen och hela regionens livsmedelsbana störs. Om snabb uppvärmning fortsätter förutspår experter att Indiska oceanen kommer att förvandlas till en ekologisk öken och inte längre kommer att vara produktiv. Samma studie behandlar också den abrupta minskningen av tonfiskfångstnivåerna i Indiska oceanen under det senaste halvseklet. Denna minskning beror främst på ökat industriellt fiske, med uppvärmning av havet som lägger till ytterligare stress för fiskarterna. Dessa priser visar en minskning med 50-90% under fem decennier.

En studie som beskriver klimatdrivna trender i den moderna havsproduktiviteten tittade på förändringar i primärproduktionen i världshavet (NPP) som detekterades från satellitmätningar av havsfärg från 1997 till 2006. Dessa mätningar kan användas för att kvantifiera havsproduktivitet på global skala och relatera förändringar till miljöfaktorer. De fann en inledande ökning av NPP från 1997 till 1999 följt av en kontinuerlig minskning av produktiviteten efter 1999. Dessa trender drivs av de expansiva stratifierade oceanerna med låg breddgrad och är nära kopplade till klimatvariationer. Detta samband mellan den fysiska miljön och havsbiologin påverkar tillgången på näringsämnen för växtplanktontillväxt eftersom dessa faktorer påverkar variationer i övre havstemperatur och skiktning. De nedåtgående trenderna för havsproduktivitet efter 1999 som observerats i denna studie kan ge insikt om hur klimatförändringar kan påverka marint liv i framtiden.

Som nämnts tidigare har marint liv minskat i procent när tiden går på grund av att ökningen av havsföroreningar är den viktigaste komponenten plast som äts av marina djur. Tillsammans med det marina livet påverkas människor också av havsföroreningar. En av de största animaliska proteinindustrierna, som det är skaldjursindustrin, påverkas eftersom marint liv har minskat och det förutses att om de fortsätter att använda de skadliga tekniker som används, 2048 finns det möjlighet till ett hav utan fisk. Skaldjursindustrin har en stor inverkan i världens livsmedelsindustri och tillhandahåller mat för cirka 3 miljarder människor. En av de många kända och trendiga dieterna som finns där ute är den pescatära kosten, där anhängare av vegetariska dieter lägger till fisk eller andra typer av skaldjur för att få näringsämnen från fisken. Om det kommer till den punkt där skaldjursindustrin fortsätter att växa, eftersom fler människor går med i denna typ av mattrender och äter mer fisk (mer efterfrågan betyder mer produktion) och använder tekniker som försämrar det marina livet utöver att fånga djuren kommer vi att hamna på den punkt där vi inte återkommer: där det marina livet är utrotat och vi som människor inte kommer att kunna konsumera så som bra proteinkällor för att möta de nödvändiga nödvändigheterna. Havsföroreningarna betyder inte att bara marint liv skadas, utan också att vi som människor kommer att beröva oss själva från ett stort privilegium eftersom det är skaldjur och marint liv.

Framtida effekter på marint liv

Beräkningar som utarbetats före eller före 2001 från en rad klimatmodeller under utsläppsscenariot SRES A2, som förutsätter att inga åtgärder vidtas för att minska utsläppen och regionalt uppdelad ekonomisk utveckling.

Den geografiska fördelningen av ytuppvärmningen under 2000 -talet beräknad av HadCM3 -klimatmodellen om ett företag som vanligt scenario antas för ekonomisk tillväxt och utsläpp av växthusgaser. I denna siffra motsvarar den globala genomsnittliga uppvärmningen 3,0 ° C (5,4 ° F).

En temperaturökning på 1,5 ° C över förindustriella nivåer beräknas göra det omöjligt för 10% av fiskarna i sitt typiska geografiska område. En temperaturhöjning på 5 ° C över denna nivå beräknas göra det omöjligt för 60% av fiskarna i deras geografiska område. Huvudorsaken är syreutarmning som en av konsekvenserna av temperaturstegringen. Vidare förväntas temperaturförändringen och minskningen av syre ske för snabbt för effektiv anpassning av drabbade arter. Fiskar kan migrera till svalare platser, men det finns inte alltid lämpliga lekplatser .

Ökning av vattentemperaturen kommer också att ha en förödande effekt på olika oceaniska ekosystem som korallrev. Den direkta effekten är korallblekning av dessa rev, som lever inom en smal temperaturmarginal, så en liten temperaturökning skulle få drastiska effekter i dessa miljöer. När koraller bleker beror det på att korallen förlorar 60–90% av sina zooxanthellae på grund av olika stressfaktorer, havstemperaturen är en av dem. Om blekningen förlängs skulle korallvärden dö.

Även om det är osäkert kan en annan effekt av klimatförändringar vara tillväxt, toxicitet och fördelning av skadliga algblomningar . Dessa algblomningar har allvarliga effekter på inte bara marina ekosystem, dödar havsdjur och fiskar med deras gifter, utan också för människor. Några av dessa blommor tömmer syret runt dem till nivåer som är tillräckligt låga för att döda fisk.

Se även

• Effekter av global uppvärmning på marina däggdjur
• Historien om klimatförändringsvetenskap
• Index över artiklar om klimatförändringar
• Marin värmebölja
• Polare isförpackningar
• Avstängning av termohalincirkulationen
• Särskild rapport om havet och kryosfären i ett förändrat klimat
•  Klimatförändringsportal
•  Oceans portal

Referenser

externa länkar

• UPPTÄCK- satellitbaserade havs- och klimatdata sedan 1979 från NASA