文章研究了北冰洋北水冰间湖(NOW)在未来不同全球变暖情景下的物理和生物响应。通过使用社区地球系统模型(CESM1),分析了低变暖(<2°C)和高变暖(>3.5°C)情景下NOW区域的海冰、海洋物理条件及生物生产力的变化。研究发现,随着全球温度升高,海冰生产减少,春季开放水域面积增加,冰间湖在夏季更早消失。低变暖情景下,东NOW区域的生物生产力因营养盐补充而增加;而高变暖情景下,由于分层加剧,营养盐无法到达表层,导致生产力下降。研究强调了将全球变暖限制在2°C以下对维持NOW生态系统的重要性。
北水冰间湖(NOW)是北极地区最大且最具生产力的冰间湖之一,对当地因纽特社区和生态系统至关重要。文章通过CESM1模型模拟了不同全球变暖情景下NOW区域的物理和生物变化,旨在为未来气候变化的生态影响提供科学依据。
研究使用了CESM1模型,模拟了低变暖(<2°C)和高变暖(>3.5°C)情景下NOW区域的海冰、海洋物理条件及生物生产力变化。通过定义冰间湖的活动期和非活动期,分析了海冰生产、开放水域面积、海洋分层及营养盐分布的变化。
随着全球温度升高,NOW区域的海冰生产显著减少,春季开放水域面积增加。高变暖情景下,冰间湖在夏季更早消失,与巴芬湾开放水域连接。
海洋分层随变暖加剧,表层水体变暖且盐度降低。低变暖情景下,西格陵兰伊尔明格海水(WGIW)的北向输送增加了深层营养盐浓度;而高变暖情景下,分层限制了营养盐向表层的输送。
低变暖情景下,东NOW区域的生物生产力因营养盐补充和浮游植物群落变化而增加;高变暖情景下,生产力因分层加剧而下降。区域生产力变化呈现非线性特征。
研究指出,全球变暖对NOW区域的影响具有空间异质性,东海岸和西海岸的响应不同。低变暖情景下,生态系统可能通过适应性调整维持生产力;而高变暖情景下,生产力下降可能对北极食物网产生深远影响。文章强调将全球变暖限制在2°C以下对保护NOW生态系统的重要性。