دریاچه ها تغییراقلیم را حس کرده اند؟

از سال 1960، یک ایستگاه هواشناسی در فانوس دریایی در منطق ای کلمبیا میزان تبخیر در دریاچه منطقه را اندازه گیری کرده است. در حالی که الگوهای آب و هوایی می تواند سال به سال تغییر کند، به نظر می رسد دریاچه Superior به شیوه ای رفتار می کند که به دانشمندان نشان می دهد تغییر اقلیم در دراز مدت درجه حرارت آب دریاچه ها را افزایش می دهد و تبخیر آن بالا می رود و در بعضی فصول به افت سطح آب پایین می انجامد. این خبر بسیار بدی برای گیاهان آبی، ناوهای دریایی،  ماهیگیران تجاری و تفریحی و هر کسی که فقط از دریاچه لذت می برد است.

هنگامی که اکثریت مردم به تاثیرات فیزیکی تغییر آب و هوا فکر می کنند، آنها تصویر ذوب یخچال های قطبی، کاهش یخ های دریایی و یا سد در سواحل ساحلی را متصور می شوند. اما مشاهدات کسانی که در حاشیه دریاچه ها هستند، دریاچه ها را پیشرو در تاثیر تغییراقلیم می دانند. سال ها بعد، دریاچه تغییرات درازمدت محیط را در فیزیک، شیمی و زیست شناسی خود منعکس می کند.

مشاهدات جهانی نشان می دهد که بسیاری از دریاچه ها در حال گرم شدن هستند، اما نه همه آنها به همان شیوه و یا با همان عواقب زیست محیطی. در شرق آفریقا، دریاچه تانگانیکا نسبتا آرام گرم می شود، اما جمعیت ماهیان آن کاهش می‌یابد و افراد کمتری برای غذا ماهیگیری می کنند. در غرب ایالات متحده، دریاچه‌ها سریعتر تغییر می‌کنند. در عرض های جهانی بالا، دریاچه های سرد که به طور طبیعی تحت پوشش یخ در فصل زمستان هستند، سال به سال کمتر یخ را مشاهده می کنند، تغییری که می تواند بر تمام قسمت های شبکه غذایی، از جلبک ها تا آب شیرین تاثیر گذار باشد.

دریاچه ها

دریاچه ها و حوضچه ها حدود 4 درصد از سطح زمین را پوشش می دهد که قبلا تحت پوشش یخچال های طبیعی قرار نگرفته اند. این ممکن است به عنوان یک قسمت کوچک از زمین باشد، اما دریاچه ها نقش کلیدی در چندین فرایند سیاره ای بازی می کنند. کربن بین سطح آب و جو را جذب می کنند. آنها از گازهای گلخانه ای را استفاده می کنند، مانند: دی اکسید کربن و متان. آنها بیش از نیمی از کربن جو را دفن می کنند.

با این حال بیش از 100 میلیون دریاچه در جهان اغلب در شبیه سازی آب و هوا چشم پوشی می شود. این تعجب آور است، زیرا شبیه سازی اقلیمی دریاچه ها از اقیانوس ها بسیار ساده تر است. از آنجا که دریاچه ها نسبتا کوچک هستند، دانشمندان می توانند از قایق ها برای بررسی درجه حرارت، شوری و سایر عوامل در عمق های مختلف و در فصل های مختلف استفاده کنند در حالی که در اقیانوس ها دشوارتر است.

یک تحقیق برجسته در سال 2015 به منظور ترکیب این اندازه گیری های آب و با مشاهدات ماهواره ای برای 235 دریاچه در سراسر جهان انجام شده است. در تئوری، گرم شدن دریاچه یک فرایند ساده است: هوای گرم باعث گرمتر شدن آب می شود. اما تیم بین المللی محققان این تصور را بسیار پیچیده تر از این می دانند.

بررسی اخیر در 235 دریاچه در سراسر جهان نشان می دهد که از 1985 تا 2009 بیشتر دریاچه ها گرم (نقاط قرمز) شده اند در حالی که چند دریاچه سردتر (آبی) اند.

به طور متوسط، 235 دریاچه در این مطالعه بین سال های 1985 تا 2009 به میزان 0.34 درجه سانتیگراد در هر دهه گرم شده اند. برخی از گرم شدن ها بسیار سریع هستند مانند دریاچه Lappajärvi فنلاند که تقریبا 0.9 درجه در هر دهه افزایش می یابد. روند مشخصی وجود ندارد که در آن دریاچه ها گرم یا سرد شوند. دریاچه هایی که به شدت گرم می شوند در عرض های مختلف و ارتفاع های مختلف پراکنده شدند. حتی بعضی از آنها که تقریبا در کنار یکدیگرند با سرعت متفاوت از یکدیگر گرم شده بودند.

در واقع “با وجود اینکه دریاچه ها همان آب و هوا را تجربه می کنند، به روش های مختلف پاسخ می دهند.”

چرخه فصلی

بعضی از دریاچه ها دو بار در سال دچار تغییر لایه های حرارتی می شوند. آبهای سطحی به اندازه کافی گرم (در بهار) یا به اندازه کافی سرد (در پاییز)، درجه حرارت در این آب ها را تغییر می دهند. در تابستان و زمستان لایه های حرارتی جدا می‌شوند.

در طول تابستان، آب های سطحی نسبتا سریع گرم می شوند. اختلاط آب دریاچه متوقف می شود و به جای آن به لایه های مختلف جدا شده و با آب گرم در بالا و سرد در پایین می رسد. این الگو تا پاییز باقی می ماند، زمانی که درجه حرارت آب سطحی به 4 درجه است، آبهای سرد دوباره، دریاچه را برای بار دوم در طی سال با هم مخلوط می کنند.

دریاچه های عمیق در فصل بهار به آرامی گرم می شوند و تغییرات کوچکی در دمای آب در پایان زمستان می تواند منجر به تغییرات بزرگی در زمان بندی طبقه بندی تابستان برای این دریاچه ها شود. دریاچه Superior در حدود 406 متر عمق به طور ویژه برای چنین تغییرات آسیب پذیر است.

در مقابل، تغییرات دریاچه های کم عمق در فصل بهار بسیار سریعتر می شوند. دریاچه اروی تنها حداکثر 64 متر عمق دارد، به همین دلیل است که اری تغییرات بزرگی از تاریخ شروع داده برداری خود ندارد. اری فقط 0.1 درجه در هر دهه گرمتر شده است.

یک واقعیت جدید

گرم شدن آب – حتی تغییرات کوچک – می تواند تاثیر بزرگی بر بوم شناسی دریاچه داشته باشد. یکی از مشهورترین نمونه ها دریاچه تانگانیکا در شرق آفریقا است. این دریاچه نسبتا آرام گرم شده است، حدود 0.2 درجه در هر دهه. اما این اندازه ای است که آن را سالم طبقه بندی کرده و به احتمال زیاد آب آن مخلوط می شود. از اواخر دهه 1970، ساردین ها تا 50 درصد کاهش یافته است و صدها هزار نفر از افرادی که به غذای دریاچه وابسته اند، مجبور بودند منابع دیگری از پروتئین را پیدا کنند. این امر می تواند به دلیل مخلوط شدن آب بالا و پایین دریاچه باشد که آنقدرها که فکر می کردیم خوب نیست. عوامل بیشتری نیز ممکن است نقش داشته باشد، اما مطالعه ای که در ماه آگوست گذشته در مجله “آکادمی ملی علوم” منتشر شد، دریافت که درجه حرارت دریاچه در قرن گذشته بالاترین میزان حداقل 500 سال پیش بود.

در عوض، گرم شدن دریاچه به نظر می رسد فراوانی نسبی ماهی در دریاچه های خاصی را تغییر دهد. این مطالعه برای ماهی (Sander vitreus) که یک هدف ماهیگیری تفریحی محبوب در دریاچه های Midwest U.S.، است، مشهود است. ماهیگیری تفریحی در آب شیرین در ویسکانسین سالانه بیش از 1.5 بیلیون دلار به ارمغان می آورد. بنابراین مقامات نگران این هستند که، حدود 2000 ماهیگیر و زیست شناسان گزارش داده اند که تعداد Wallee در حال کاهش است.