太平洋中一大片异常温暖的水域——绰号斑点- 导致水平增加研究人员发现,在美国西部上方。
该斑点 - 在其峰值时大致覆盖900万平方公里从墨西哥到阿拉斯加(350万平方英里)——人们认为主要是扰乱海洋条件,但一项新研究表明,它也对空气质量产生了持久影响。
“最终,这一切都与该斑点有关,这是几十年来我们遇到的最不寻常的气象事件,”团队成员之一说道,来自华盛顿大学博塞尔分校的 Dan Jaffe。
太平洋上的一团暖水早在 2013 年就被首次发现,并在 2014 年和 2015 年继续扩散。虽然在 2016 年不太明显,但有一些迹象表明它一直持续到去年也。
这片广阔而温暖的土地与多次大规模死亡2015 年在海洋中,包括数千只加州海狮饿死在高于平均水平 3 摄氏度(5 华氏度)以上的水域中,并且“史无前例”的大规模死亡美国西部的海鸟。
2015 年 4 月,陆地上也可以看到这种影响:美国一阵奇怪的天气与海洋温度升高有关,并且温度升高导致大量有毒藻华沿着整个美国西海岸延伸。
“我无法真正解释现在正在发生的事情,”来自保护组织 Point Blue 的海洋生态学家 Jaime Jahncke 说,2015年底说。
与 2012-2012 年平均水平相比,2015 年 5 月太平洋海面温度异常高。 图片来源:美国地球物理联盟
Jaffe 和他的团队自 2004 年以来一直在监测美国上空的臭氧水平,并偶然注意到 2015 年出现了奇怪的峰值。他们想知道当年与该斑点相关的疯狂事件是否也导致了臭氧浓度的大幅增加。
“一开始我们的反应是‘哇,也许我们犯了一个错误。’” 我们检查了传感器,看看校准是否有错误,但我们没有发现任何错误。”贾菲在一份新闻声明中说道。
“然后我查看了太平洋西北地区周围的其他臭氧数据,那年每个人的臭氧水平都很高。”
为了看看是否存在联系,该团队使用分布在全球各地的多颗卫星追踪 2014 年至 2016 年间太平洋表面的温度波动,以前所未有的详细程度绘制了该斑点的生命周期。
然后他们回过头来,将这些事件与 1910 年以来的海面温度记录进行比较,结果发现,这与有记录的历史中见过的任何自然现象都不同。
“这种现象是新现象,”来自西雅图地球与空间研究中心的团队成员 Chelle Gentemann 说道。告诉国家地理。
“从整个记录来看,这一事件的规模和持续时间都是前所未有的。在我们的历史记录中没有类似的事情。”
他们发现,该斑点对陆地的影响——气温升高、云量减少和空气平静——实际上结合在一起产生了额外的臭氧,到 2015 年 6 月,这已将臭氧水平推高至十亿分之三和十三高于美国西北部的平均水平。
某些臭氧水平本来就很高的地区,例如盐湖城和萨克拉门托,其臭氧水平超出了联邦允许的限度。
“由于风的位置,华盛顿和俄勒冈州确实是整个事件的靶心,”贾菲解释道。
“盐湖城和萨克拉门托处于这一事件的边缘,但由于它们的臭氧通常较高,这些城市感受到了一些更严重的影响。”
那么海洋中的某些物质如何影响我们的臭氧水平呢?
在正常情况下,西海岸的风沿着海洋表面流动,并将顶层推离海岸。 这使得下面较冷的水可以取代它,带来重要的营养物质,并平衡温度。
但研究小组发现,在该斑点的高峰期,海洋表面温度升高导致上方空气升温并停滞。 这极大地削弱了沿海风,它们不再能够将太平洋温暖的表层推离海岸线。
由于没有冷水上涌,高温依然存在,再加上没有云,这使得化学反应产生臭氧——太阳紫外线辐射(阳光)分解氧分子——使事情更上一层楼。
“气温很高,而且云量比正常情况少得多,这两者都会引发臭氧的产生,”贾菲说。
“由于沿海地区有高压系统,风力比正常情况要小得多。风可以吹走污染,但当风不吹时,就会出现停滞,污染就会更高。”
虽然臭氧峰值只是暂时的,但研究小组表示,我们应该将此作为对未来的警告——研究人员已经知道较高的大气温度和臭氧产生之间存在联系,但现在我们知道海面温度也会影响它。
与臭氧污染已知会导致严重的呼吸功能障碍,包括加重、哮喘和支气管炎,当类似斑点的东西再次出现时,我们最好做好准备。
该研究发表于地球物理研究快报。