Климатическая изменчивость оказывает противоположное влияние на морскую жизнь и рост деревьев

Одни и те же климатические факторы, которые усиливают подъем богатых питательными веществами океанских вод и поддерживают продуктивность морских экосистем, могут приводить к снижению количества осадков на суше и замедлению роста деревьев. Дендрохронологические данные помогли реконструировать, как происходил апвеллинг в течение последних 600 лет. Об этом сообщается в новом исследовании, опубликованном в журнале Science международной группой ученых, включая Дэвида Франка из Швейцарского федерального исследовательского института WSL и Центра Оешгера Бернского университета.

Исследование под руководством Брайана Блэка из Института морских наук Техасского университета в Остине, вышедшее 19 сентября, связывает кратковременное снижение роста и репродукции морских животных у побережья Калифорнии с увеличением изменчивости силы прибрежных апвеллинговых течений. Подъем холодных, богатых питательными веществами глубинных вод к освещенной солнцем поверхности океана — ключевой процесс, который стимулирует цветение фитопланктона, поддерживающего в конечном итоге рыб, морских птиц и млекопитающих.

Кольца деревьев как ценный архив климатической информации

Для количественной оценки апвеллинга и понимания его влияния на морскую экосистему у побережья Калифорнии — одной из важнейших зон апвеллинга в мире — команда обратилась к неожиданному источнику: годичным кольцам долгоживущих голубых дубов. Исследователи показали, что характер роста этих деревьев у побережья высокочувствителен к тем же климатическим факторам, что связаны с апвеллингом. За последние 600 лет четыре из десяти лет с наиболее экстремально слабым апвеллингом произошли после 1950 года, а семь из десяти — после 1850 года.

Команда также изучила влияние изменений силы апвеллинга на морские организмы, интегрировав данные о скорости роста рыб с 1940-х годов, сроках откладывания яиц морскими птицами с 1970-х и успехе их размножения с 1970-х годов. Была обнаружена исключительно высокая корреляция между климатом и продуктивностью как морских, так и наземных экосистем.

Высокая морская продуктивность совпадает с низким ростом деревьев

Области высокого атмосферного давления, благоприятствующие зимнему апвеллингу и морской продуктивности, блокируют штормовые фронты и осадки над сушей, что вызывает замедление роста засухочувствительных голубых дубов. Зимы с крайне слабым апвеллингом связаны с замедленным ростом рыб и более низким репродуктивным успехом морских птиц, что подчеркивает важность апвеллинга для сохранения исчезающих видов и управления промысловыми запасами.

Усилится ли апвеллинг из-за изменения климата?

Остается открытым вопрос, способствовало ли изменение климата росту изменчивости зимнего апвеллинга. Сила апвеллинга, по-видимому, связана с климатическим паттерном Эль-Ниньо — Южное колебание (ENSO). Есть свидетельства необычно высокой изменчивости ENSO в течение последнего столетия, что может частично объяснить картину экстремальных значений апвеллинга.

«Это согласуется с тем, что мы ожидаем от изменения климата, но на данном этапе мы не можем однозначно приписать это ему», — отметил Блэк. Понимание атмосферных драйверов зимнего апвеллинга позволяет использовать климатические модели для прогнозирования их изменений в будущем.