Seen sind für Ökosysteme von entscheidender Bedeutung, bieten Süßwasser, unterstützen die biologische Vielfalt und bieten einen entscheidenden Lebensraum für Fische und andere Wasserarten.
Aber eine aktuelle Studie meiner Kollegen und ich zeigt, dass Seen auf der ganzen Welt nicht nur an der Oberfläche, sondern auch tief unten erwärmt sind. Untergrund -Hitzewellen in Seen, die als extreme Perioden mit hoher Wassertemperatur unterhalb der Oberfläche definiert sind, nimmt an Frequenz, Dauer und Intensität zu.
Diese verborgenen Extreme könnten schwerwiegende Folgen für Ökosystemesee haben. Trotzdem bleibt das Problem weitgehend nicht übereinstimmt und schlecht verstanden.
Lake Heatwaves ähneln denen in der Atmosphäre oder im Meer. Sie sind längere Perioden übermäßiger Wärme. Die meisten bisherigen Forschungen haben sich auf die Oberflächentemperaturen konzentriert, bei denen der Klimawandel in den letzten Jahrzehnten bereits häufiger und intensiver Hitzewellen geführt hat.
Diese Oberflächenereignisse können das chemische und physikalische Gleichgewicht von Seen stören, Nahrungsnetze beschädigen und in einigen Fällen Massenfische-Absterben verursachen.
Wasserspezies reagieren auf unterschiedliche Weise auf Oberflächenhitzewellen. Ein gewisser Vorteil, wenn die Erwärmung ihren bevorzugten Temperaturbereich erweitert. Aber viele andere, insbesondere diejenigen, die bereits in der Nähe ihrer thermischen Grenzen leben, sind mit erheblichem Stress ausgesetzt.
In Seen, die sich im Sommer schichten – wo warmes Wasserwasser über einer kühleren Bodenschicht liegt – suchen einige Arten Zuflucht vor der Hitze, indem sie in tieferes Wasser wandern. Aber was passiert, wenn diese tiefere Zuflucht nicht mehr cool ist?
Ein genauerer Blick unter der Oberfläche
Um zu untersuchen, analysierten wir Temperaturdaten aus Zehntausenden von Seen weltweit. Dazu gehörten eindimensionale Seemodelle, hochauflösende Simulationen für die Great Lakes of North America und lokale Modelle, die auf bestimmte Seebedingungen kalibriert wurden.
Durch die Analyse, wie die Temperatur mit Tiefe und Zeit variiert, haben wir festgestellt, wann und wo die Gewässer unter der Oberfläche extreme Wärmeschwellen überschritten haben.
Wir haben unterirdische Hitzewellen als Perioden definiert, in denen die Temperaturen in bestimmten Tiefen ihren typischen saisonalen Bereich überschritten haben. Wir haben auch verfolgt, wie sich diese Ereignisse seit 1980 verändert haben und wie sie sich bis zum Ende dieses Jahrhunderts unter verschiedenen Emissionsszenarien entwickeln könnten.
Untergrund -Hitzewellen sind bereits häufig und werden mehr.
Seit 1980 haben die unteren Hitzewellen (die in den tiefsten Teilen von Seen) um durchschnittlich mehr als sieben Tage pro Jahrzehnt in der Frequenz erhöht, mehr als zwei Tage pro Jahrzehnt in der Dauer und sind um etwa 0,2 ° C pro Jahrzehnt gestiegen.
Obwohl diese Tiefwasserereignisse tendenziell etwas weniger intensiv sind als oberflächenübergreifende, halten sie oft länger.
Wir fanden auch einen Anstieg der vertikal zusammengesetzten Hitzewellen. Dies ist, wenn extreme Temperaturen gleichzeitig an der Oberfläche und am Boden eines Sees auftreten.
Diese verdoppelten Ereignisse finden jetzt häufiger mehr als drei Tage pro Jahrzehnt statt. Wenn sie schlagen, können aquatische Arten ohne Platz für die Hitze gelassen werden.
Noch besorgniserregender ist, dass die Deep-Water-sich schützten, die einst Schutz während der Oberflächenhitzewellen boten oder insgesamt verschwinden. In einigen Seen müssen die Distanzfische reisen, um kühleres Wasser um fast einen Meter pro Jahrzehnt zugenommen zu haben.
Unsere Simulationen deuten darauf hin, dass sich diese Trends intensiver, insbesondere unter Szenarien mit hoher Aufnahme. Bis zum Ende dieses Jahrhunderts könnten einige untere Hitzewellen monatelang dauern, wobei die Temperaturextreme in der historischen Aufzeichnung nicht zu sehen waren.
Warum ist das wichtig
Die Ökosystemesee sind auf die thermische Struktur. Wenn extreme Wärme tiefer in die Wassersäule eindringt, kann sie kaskadierende ökologische Wirkungen, von Verschiebung der Fischräume und der Veränderung der Arten bis hin zu erhöhtem Nährstoffzyklus und Algenblüten auslösen. Es könnte sogar die Freisetzung von Treibhausgasen wie Methan aus Lake -Bett -Sedimenten beeinflussen.
Untergrund-Hitzewellen stellen ein besonderes Risiko für Arten mit Bottom-in-in-in-Schwachen dar, die möglicherweise weniger mobil oder bereits an kalte, stabile Bedingungen angepasst sind. Der Verlust von thermischen Refuggen bei Oberflächenhitzewellen gefährdet auch Arten, die sonst in tiefere Gewässer entkommen würden.
Indem wir ignorieren, was unter der Oberfläche geschieht, riskieren wir, die wahren ökologischen Auswirkungen des Klimawandels auf Süßwassersysteme zu unterschätzen.
Unsere Studie beleuchtet die dringende Notwendigkeit, die Anstrengungen zur Überwachung des Sees zu erweitern, um unterirdische Temperaturen einzubeziehen. Während Satelliten unser Verständnis der Oberflächenerwärmung verändert haben, können sie nicht erfassen, was unten passiert.
Zukünftige Forschungen sollten untersuchen, wie verschiedene Arten auf diese Tiefwasser- und vertikal zusammengesetzten Hitzewellen reagieren. Es sollte untersucht werden, wie sich Veränderungen der Thermiestruktur am See auf verschiedene Prozesse wie das Nährstoffkreislauf und die Methanproduktion auswirken.
Für Naturschutzplaner bedeutet dies, dass die Hitzewellen unter der Oberfläche in Risikobewertungen und Lebensraummodelle einbezogen werden. Für Klimamodelle bedeutet dies, vertikale Prozesse in Seen innerhalb globaler Erdsystemmodelle besser darzustellen.
Wenn sich die Seen weiter erwärmen, werden diese verborgenen Wärmeextreme für den Schutz der biologischen Vielfalt und die lebenswichtigen Ökosystemdienste, die Seen bieten, von entscheidender Bedeutung sein.
Iestyn Woolway, Leser und NERC Independent Research Fellow, Bangor University
wird aus dem Gespräch unter einer Creative Commons -Lizenz neu veröffentlicht. Bildnachweis: Ein Blick auf den Obersten See, einen der großen Seen. Travis J. Camp/Shutterstock
