太平洋破紀錄海洋熱浪橫跨整個海盆,衝擊天氣與野生生物

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太平洋破紀錄海洋熱浪橫跨整個海盆,衝擊天氣與野生生物

從日本到加州,北太平洋廣泛升溫

一場規模廣大的海洋熱浪正在北太平洋蔓延,從日本附近海域一路延伸至美國西岸,綿延約五千英里。夏末,這片海盆的海表溫度遠高於平均值,打破自十九世紀末以來的八月紀錄。這場事件的規模、強度和影響範圍都格外突出,已開始影響陸地天氣,也讓從浮游生物到鯨魚的海洋生物承受更大壓力。

目錄
  1. 從日本到加州,北太平洋廣泛升溫
  2. 2023 年以來海洋熱含量急遽攀升
  3. 海洋熱浪如何形成
  4. 北太平洋為何持續升溫最快
  5. 暖水僅在表層,還是深入海中
  6. 從東京到加州的天氣影響
  7. 噴射氣流與北美內陸
  8. 生態系承受壓力
  9. 阿拉斯加的生態帳
  10. 從浮游生物到掠食者
  11. 太平洋各地的規模與紀錄
  12. 不只表層:海平面、珊瑚與沿岸風險
  13. 預報與今年秋季可能的變化
  14. 社區與產業現在可以採取的措施
  15. 及早預警能發揮作用
  16. 重點摘要

日本度過有紀錄以來最熱的夏天,全國最高氣溫達攝氏 41.8 度(華氏 107.2 度)。太平洋彼岸,氣象上的秋季才剛開始,北加州就感受到不合時節的悶熱空氣,因為海水升溫加劇了蒸發。氣象學家警告,若暖水持續到冬季,可能使當地更容易出現強烈的大氣河流,帶來更大的雨量和山區更深的積雪。

最令科學家擔憂的是,這類事件一再重演。自 2023 年以來,海洋暖化加速,處於海洋熱浪中的全球海洋面積比例也升至前所未有的程度。2024 年 1 月,按常用門檻判定,超過 40% 的海洋表面符合海洋熱浪條件。這場事件又為此趨勢添上一筆,而北太平洋尤其是個熱點。

2023 年以來海洋熱含量急遽攀升

海洋熱浪是指海水溫度在連續數日或數週內,遠高於當地基準值的時期。最廣泛採用的基準是:若海水溫度高於一年中該時節歷史數值的第 90 百分位,且通常至少持續五天,就會被判定為熱浪。自 2023 年初以來,全球海洋一直異常偏暖,海洋熱浪的持續時間和範圍也不斷增加。

追蹤太平洋狀況的資深專家警告,基準溫度升高,會讓未來每一場熱浪的起點都更高。其中一位領先研究人員、任職於美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)的資深科學家,概述了這項憂慮。他說:

北太平洋正在發燒,但事情不只如此。這些海洋熱浪的後續影響可能相當重大,包括對海洋生物、整體生態系結構、漁業,以及太平洋西北地區天氣的衝擊。

過去十年間,北太平洋的升溫速度超過其他海洋盆地。這有助於解釋為何過去被視為罕見的事件,如今短短幾年內就再度發生。

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海洋熱浪如何形成

當風力減弱或風向改變,減少下方寒冷、富含營養的海水湧升時,海表暖異常便可能逐漸形成。持續存在的高低壓系統可能滯留在海洋上空,並帶動不利於垂直混合的風。湧升流減弱時,夏日陽光會使海洋上層的薄薄一層水迅速升溫。若沒有強風和波浪把熱量攪拌到深處,海表就可能連續數週維持暖水狀態。

北太平洋為何持續升溫最快

科學家指出,這是雙重因素共同作用的結果。人為溫室氣體排放推升海洋背景溫度,而近年春夏季海盆上空的自然風場變化,則有利於湧升流減弱。兩者結合,使當地更容易出現頻率更高、規模更大的海洋熱浪。

暖水僅在表層,還是深入海中

熱浪是停留在淺層還是深入海中,影響重大。以夏季為主的淺層事件,通常會在秋季風暴重新帶動海水混合後消退。斯克里普斯海洋研究所的一名海洋學家表示,今年東北太平洋的暖水似乎集中在海表附近。他說:

由於這是夏季的異常暖化,很可能局限在非常薄的混合層內。因此,大氣條件一旦改變,垂直混合就應能讓熱量迅速散入海洋深處,同時熱量也會散失到大氣中,讓暖水很快消退。

相較之下,2013 至 2016 年持續較久的事件,將暖水推進上層海洋深處,讓熱量得以撐過風暴頻繁的冬季。深度和持續時間是關鍵差異,決定了生態影響和季節性天氣效應。

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從東京到加州的天氣影響

海洋熱變化會改變上方大氣的運作方式。暖水為空氣增加水氣,也可能改變引導風暴的氣壓型態。在日本周邊,異常暖海水助長陸地高溫,加劇了夏季極端狀況。這場北太平洋熱浪規模之大,在北半球天氣圖上格外顯眼,專家正密切觀察它是否會對北美造成後續影響。

加州大學洛杉磯分校的一名氣候科學家,說明暖水若持續到秋季,可能帶來的一項關鍵風險。他說:

如果這場大範圍、橫跨整個海盆的海洋熱浪持續下去,可能影響與噴射氣流相關的冬季風暴路徑。

對美國西岸而言,這可能讓風暴路徑更有利於強烈的大氣河流形成。暖海水不代表冬季一定多雨,但風暴來襲時,偏濕的背景環境可能提高降雨強度,也增加高海拔地區降雪的機率。在加州,沿岸暖水已使露點略為上升,帶來黏膩的夜晚,也縮小了白天高溫與夜間低溫之間的差距。

噴射氣流與北美內陸

在更內陸的地區,例如中西部北部,研究人員正觀察這片暖水是否會推動噴射氣流,進而帶來更寒冷、降雪更多的冬季。過去北太平洋暖水團事件,曾與北美大陸上不尋常的冬季型態同時出現,但結果不盡相同。例如,明尼蘇達州在不同年份的北太平洋暖異常期間,既經歷過更嚴寒的冬季,也遇過較溫和的冬季。專家提醒,熱浪的確切位置和持續時間,以及熱帶太平洋等其他因素,都會左右最終結果。

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生態系承受壓力

海洋熱浪會對各個層級的海洋生物造成壓力。暖而穩定分層的表層海水所含營養較少,抑制構成食物網基礎的浮游植物生長。一項運用生物地球化學 Argo 浮標進行的全球研究顯示,熱浪影響的不只是海表。在許多中低緯度地區,表層浮游生物減少,但次表層的生物量卻因營養和光線垂直分布改變而增加。這種重新分布可能使衛星在海表觀測到的情況,與海面下正在發生的變化脫鉤,也可能以複雜的方式沿食物鏈擴散影響。

沿岸地區早已知道箇中利害。上一次持續時間較長的東北太平洋海洋熱浪,迫使數千種生物遷徙尋找較冷海水。鯷魚、沙丁魚等飼料魚改變活動範圍,導致海鳥和海洋哺乳類挨餓。在溫暖、營養不足的環境下,有毒藻華變得更頻繁、強度也更高,迫使螃蟹和貝類漁場關閉,沿岸經濟損失數千萬美元。

阿拉斯加的生態帳

阿拉斯加海事國家野生動物保護區仍承受過去事件留下的影響。當地一名負責監督工作的野生動物生物學家形容,海鳥族群至今仍難以恢復,並指出今年夏天又出現新的壓力跡象。她說:

今年夏天,阿拉斯加海域發生多起海洋哺乳類、海鳥和飼料魚大量死亡事件;民眾通報病鳥和死鳥的電話確實增加了。

長期影響也出現在食物網更高層級。近期以無人機測量阿拉斯加灣定居型、以鮭魚為食的虎鯨,結果顯示,在 2014 年那段期間成長的雌鯨,成年體型較小。體型較小的鯨魚能儲存的能量較少,在食物短缺時更脆弱,繁殖也會受影響。研究人員今年夏天記錄到新生幼鯨,這是令人振奮的跡象,但他們警告,若再出現一場持續時間較長的熱浪,或鮭魚數量減少,族群可能再度承受壓力。

從浮游生物到掠食者

科學家目前正記錄海洋熱浪如何改變浮游植物的垂直分布;即使表層數量減少,深層的浮游植物仍可能增多。這種變化會改變磷蝦等攝食者的覓食時間和地點,進而影響魚類、鳥類和鯨魚的食物來源。2010 年代中期的事件過後,隨著獵物大幅減少,北太平洋部分地區的座頭鯨目擊數量在數年間下滑約 20%。研究顯示,生態影響可能在熱浪消退後持續很久,提醒人們看似短暫的事件,也可能留下深遠痕跡。

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太平洋各地的規模與紀錄

2024 年西南太平洋的最新分析,凸顯了眼前事件的規模。世界氣象組織一份報告指出,該廣大區域當年有數個月受到海洋熱浪影響,範圍約達四千萬平方公里,超過全球海洋表面積的十分之一。該區域溫度比 1991 至 2020 年平均值高出約攝氏 0.48 度,許多國家的陸地全年高溫也創下新紀錄。

海洋熱浪帶來實際代價。菲律賓在 2024 年 9 月至 11 月遭遇前所未有的季末氣旋密集侵襲,期間有 12 個風暴,影響逾 1,300 萬人,至少 140 萬人流離失所。澳洲冬季雪季提早結束。該區各地珊瑚礁再度大規模白化,其中大堡礁自 2016 年以來第五度發生大規模白化。

世界氣象組織秘書長警告,社區正站在海洋變遷的第一線;海平面上升與海水升溫交互作用,正對糧食系統、生計和文化造成壓力。她說:

海平面上升對整個島國構成生存威脅,扭轉局勢的時間所剩不多。

衛星測量顯示,西南太平洋部分地區的海平面上升速度快於全球平均值。暖水會膨脹,這個過程稱為熱膨脹,近年來是海平面上升的重要成因。在一些島嶼社區,反覆淹水和海岸侵蝕迫使居民討論遷居,對與祖傳土地緊密相連的家庭而言,這是艱難的文化與精神抉擇。

不只表層:海平面、珊瑚與沿岸風險

海洋升溫的影響不只有珊瑚白化,也會改變洋流、推升海平面,並影響風暴活動。在暖水區上空,熱帶氣旋快速增強的機率較高,可能提高侵襲人口密集沿岸地區的風暴破壞力。同時,較高的基準海平面會讓暴潮淹得更遠,也會加劇晴天時的潮汐淹水。

珊瑚白化是最明顯的警訊之一。水溫過高且持續太久時,珊瑚會排出供應養分的藻類,因而變白。若水溫降得夠快,白化珊瑚仍可能復原,但反覆發生會耗盡珊瑚的能量儲備。隨著海洋熱浪出現在更多季節、強度也愈來愈高,珊瑚礁的復原時間越來越短。珊瑚礁能保護海岸、維繫漁業並支撐觀光,因此珊瑚礁衰退會直接衝擊沿岸社區。

預報與今年秋季可能的變化

短期海洋熱浪展望顯示,北太平洋部分地區的情況仍令人憂心。預報公告指出,北緯 30 度附近的暖水區正在擴大、增強,白令海也出現極端高溫。東北太平洋暖水層的深度變化,將決定秋季風暴能多快攪拌、帶走表層熱量。若季初風力增強,較淺的熱浪區域應會減弱;若風勢持續微弱,或風暴未進入該區,西岸暖水可能維持更久。

多種變數同時牽動結果。熱帶太平洋的狀況、北太平洋高壓的位置,以及初冬風暴的時間,都會影響加州、太平洋西北地區、阿拉斯加和加拿大的天氣。這種規模的事件也可能反過來影響大氣,因此每週預報都會隨情勢發展而變化。

社區與產業現在可以採取的措施

即使海洋持續偏熱,事先準備並及時掌握資訊,仍有助於減少損害。沿岸漁業可以即時調整季節安排和配額,避免脆弱魚群承受過度捕撈。管理單位可以在鯨魚覓食區附近降低船速,並擴大監測範圍,在動物聚集到剩餘冷水區時減少船隻撞擊。及早檢測有毒藻類,有助於在關閉漁場前提醒螃蟹和貝類業者。有害藻華發生期間,公共衛生警示可降低海灘遊客和海鮮消費者面臨的風險。

及早預警能發揮作用

近期案例研究顯示,及早預警和預先採取行動,能保住性命與生計。在菲律賓,改善後的預警協助社區因應 2024 年底破紀錄氣旋潮期間接連來襲的風暴。措施包括提供量身打造的預報、預先部署物資,以及迅速疏散居民。相同原則也能協助沿岸城鎮應對海平面升高和風暴潮帶來的淹水威脅。

地方選擇也很重要。復育海帶林和海草床可改善棲地並增加碳儲存;同時減輕過度捕撈和污染等其他壓力,能讓生態系更有機會承受熱壓力。這些措施無法取代減少溫室氣體排放的必要性,但在全球努力處理更大的氣候問題之際,可以減輕海洋熱浪的衝擊。

重點摘要

  • 一場破紀錄的海洋熱浪橫跨北太平洋,從日本延伸到美國西岸,八月暖異常創下整個海盆的新紀錄。
  • 日本度過有紀錄以來最熱的夏天,加州部分地區則出現與海洋暖化相關的濕度上升和夜晚變暖。
  • 科學家警告,過去十年間北太平洋升溫速度超過其他海洋盆地,出現頻繁、大規模熱浪的機率因而增加。
  • 湧升流減弱和持續的氣壓型態,促成一層範圍廣大但較淺的暖水;若秋季強風暴來襲,暖水可能消退。
  • 若暖水持續,可能影響冬季噴射氣流和大氣河流,進而牽動美國西岸天氣。
  • 生態壓力日益加劇,從海鳥大量死亡、鯨魚食物短缺,到有害藻華和珊瑚白化皆是警訊。
  • 世界氣象組織報告指出,2024 年太平洋廣大區域約有四千萬平方公里海域受到海洋熱浪影響。
  • 熱膨脹是海平面上升的部分原因;海平面上升會在風暴和高潮期間加劇島國與低窪沿岸地區的風險。
  • 預報顯示,北太平洋部分地區和白令海的暖異常正增強;東北太平洋的海水混合則可能在秋季稍晚削弱淺層暖水。
  • 漁業管理、預警系統和棲地復育能減少短期損害,減排則有助於處理根本原因。
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