Comprendere il ciclo dell'ESO e la sua stampa Oceanografica

Il sistema attuale della California, uno dei quattro principali ecosistemi di rialzo del confine orientale del mondo, è profondamente modellato dalle fasi di El Nino-Southern Oscillation (ENSO), che si alternano al fenomeno dell'atmosferica oceanica tra le fasi calde (El Ninowide) e quelle fresche (La Nina), ognuna delle quali imponenti firme fisiche e biologiche sulle acque costiere.

Meccanismi di El Nino Lungo la Costa della California

Durante gli eventi di El Nino, le temperature delle superfici marine anomale si sviluppano lungo il Pacifico tropicale centrale e orientale. Questo calore viene trasmesso a nord lungo la costa nordamericana attraverso le onde intrappolate nella costa che deprimeno la termoclina e soppongono la normale inclinazione verso l'alto degli isotermici vicino alla riva. Il risultato è un approfondimento dello strato misto, un'inclinazione termoclinata e un significativo indebolimento delle correnti costiere.

El Nino sposta la posizione del basso Aleutian e dell'alto Pacifico del Nord, alterando i modelli di stress del vento lungo la costa. Durante i tipici inverni di El Nino, la costa della California sperimenta una frequenza più alta di tempeste e venti più forti abbaglianti, ulteriormente contrastando le normali dinamiche di gonfiaggio.

Limitazioni nutrienti e risposta Phytoplankton

La soppressione del rigonfiamento durante gli eventi di El Nino riduce l'afflusso di nitrato, fosfato e silicato nelle acque superficiali. Le comunità di Phytoplankton rispondono con una minore biomassa e con un cambiamento nella composizione delle specie. I diami, che richiedono alte concentrazioni di nutrienti e sono generalmente dominanti durante i periodi di rialzo produttivo, sono spesso sostituiti da picoplancton e dinoflagellati adattati più piccoli adattati adattati per condizioni di calore.

Intrusioni e invasioni delle specie

Durante eventi forti come il 1997-1998 e il 2015-2016, gli organismi tropicali e subtropicali sono stati registrati a nord delle loro gamme tipiche, tra cui specie di farfalla, pesci larvale di affinità tropicale, e anche grandi predatori come il tonno giallo e il mahi-mahi che appaiono fuori dalla costa della California.

La Nina Dynamics e potenziato

La Nina rappresenta la fase fredda dell'ESO, caratterizzata da temperature più fredde e medie della superficie del mare nel Pacifico equatoriale. La risposta atmosferica rafforza tipicamente i venti commerciali e migliora il gradiente di pressione tra l'Alto Pacifico del Nord e l'interno continentale. Lungo la costa della California, questo si traduce in una maggiore produttività più persistente a nord-ovest che spinge intensifica l'aumento della costa.

Sebbene gli eventi La Nina siano spesso associati a temperature più fredde, i loro impatti non sono uniformemente vantaggiosi in tutte le specie o regioni. L'intensificazione dell'aumento può portare a temperature superficiali più fredde di quelle normali, che possono superare la tolleranza termica di alcuni organismi a caldo adattati. In alcuni casi, un forte aumento dell'energia d'onda e dell'erosione costiera, che interessano le comunità intertidali e la struttura forestale di kelp.

Chirurgia della produttività biologica

Durante gli anni di La Nina, l'aumento della fornitura di nutrienti stimola le fioriture di fitoplancton che possono coprire vaste aree della mensola continentale. Queste fioriture forniscono cibo abbondante per zooplancton, in particolare i farfalli del genere []Calanus], che sono una fonte di cibo critica per salmone giovanile, pesce roccioso e pesce foraggio come la sopravvivenza accie aumentataia.

Ad esempio, la forte La Nina che ha seguito il 1997-1998 El Nino è stato associato a un notevole recupero di diversi stock ittici e a un migliore successo di allevamento per uccelli marini come l'auklet di Cassin e la murre comune.

Impatti su Key Marine Species e Trophic Levels

Pesce e pesca pelagica

L'acciuga settentrionale, la sardina del Pacifico e la calata del mercato sono altamente reattive alla variabilità ambientale basata sull'ESO. L'acciuga è generalmente prospera in condizioni fresche e produttive caratteristiche di La Nina, mentre le popolazioni di sardine tendono ad espandersi durante periodi più caldi e meno produttivi.

Durante gli eventi di El Nino, la distribuzione dei pesci foraggio spesso si contrae o sposta poleward, concentrando le scorte in più fresco refugia. Questa ridistribuzione colpisce la disponibilità di preda a uccelli marini, mammiferi marini e pesci predatori più grandi, e può complicare gli sforzi di gestione perché le indagini possono sottovalutare le dimensioni della popolazione quando i pesci si muovono al di fuori dei confini tipici dell'indagine.

Comunità di pesce e pesce di terra

Le specie di pesci rocciosi (] Sebastes[]] spp.) sono pesci di lunga durata e di lento riproduzione che dominano gli habitat continentali della California e delle pendici. Il loro reclutamento è fortemente influenzato dalle condizioni oceaniche durante le fasi larvale e giovanile, le condizioni di Warm El Nino sono associate con il reclutamento più basso, probabilmente a causa di un ridotto trasporto di larvae di habitat di primavera a prezzi più bassi adatti alle prime specie di habitat inferenziali.

Tuttavia, il rapporto non è sempre semplice: le specie che occupano strati di profondità diversi o hanno storie di prima vita distinte possono rispondere in modo diverso alla stessa serie di condizioni oceanografiche. La ricerca del Centro di Scienza della pesca del sud-ovest del NOAA ha documentato risposte specifiche di reclutamento delle specie che sottolineano l'importanza di mantenere approcci di gestione basati sull'ecosistema piuttosto che quadri di singole specie.

Gli uccelli marini e il successo riproduttivo

Le specie che si riproducono lungo la costa della California, tra cui i cormoranti di Brandt, i gabbiani occidentali e i peluche ashy, dipendono dalla preda localmente abbondante durante la stagione riproduttiva. Gli eventi di El Nino spesso portano a una ridotta disponibilità preda, portando a un minore successo di fledging, un aumento dell'abbandono del nido e in casi estremi, un completo fallimento di allevamento del mare.

La Nina anni generalmente forniscono condizioni di foraggio più favorevoli, con densità di preda più elevate che sostengono i tassi di crescita più elevati del pulcino e il successo più elevato. Tuttavia, i benefici non sono universali: alcune specie di uccelli marini che sono sensibili alle temperature di acqua fredda o che dipendono da tipi di prede specifiche possono sperimentare impatti negativi anche durante i periodi produttivi La Nina.

Mammiferi marini: dai leoni marini alle balene blu

I leoni marini californiani sono forse i più carismatici senzienti degli impatti dell'ESO. I ceppi nati durante gli anni di El Nino soffrono spesso di ridotti tassi di crescita e di maggiore mortalità a causa di decrescite nella loro preda primaria: calamari, acciughe e frutti di mare. Le femmine adulte devono viaggiare più lontano per trovare cibo, portando a viaggi più lunghi e a una riduzione della consegna del latte ai cuccioli.

Le balene, comprese le balene blu e le balene, rispondono anche ai cambiamenti della distribuzione della preda dell'ESO. I pesci da foraggio e da Krill che sostengono queste grandi balene sono più concentrati durante i periodi di La Nina, spesso avvicinando le balene alla riva e aumentando il rischio di scioperi e di entanglements con la pesca.

Kelp Forest e Rocky Reef Ecosystems

Le foreste di Kelp-Flop-Flop-Flop-Flop-Flop-Flop-Flop-Flop-California sono tra gli habitat più produttivi e biodiversi del mondo, e sono altamente sensibili alle fluttuazioni della temperatura dell'oceano e alla disponibilità dei nutrienti.

El Nino, insieme ad una straordinaria onda di calore marina, ha scatenato un massiccio die-off di foresta di kelp lungo la costa nord della California. Questo evento è stato seguito da un'esplosione di popolazioni di urchin di mare viola, che ha superato il rimanente kelp e ha impedito il recupero, portando a diffuso "barre di urche" che persiste fino a questo giorno.

Comunità intertidali rocciose

La zona rocciosa intertidale è un ambiente duro dove gli organismi vivono già ai margini della loro tolleranza termica e di desiccation. Gli eventi El Nino impongono ulteriore stress attraverso temperature più calde dell'aria e dell'acqua, una ridotta disponibilità di cibo per i alimentatori filtranti, e un aumento dell'energia d'onda dalle tempeste invernali. Specie come cozze, barnacoli e stelle marine possono sperimentare i decrementi in abbondanza e produzione riproduttiva durante periodi caldi.

Le condizioni di La Nina, mentre generalmente più fresche e produttive, possono anche essere stimolanti a causa dell'aumento dell'esposizione all'onda e delle temperature più fredde che possono superare i limiti di tolleranza di alcune specie. L'interazione tra le fasi dell'ESO e il tempo di eventi di reclutamento (insediamento dilativo) determina la composizione della comunità nella zona intertidale.

Interazioni tra l'ESO e il cambiamento climatico a lungo termine

Lo sfondo del riscaldamento globale sta alterando la frequenza, l'intensità e l'espressione degli eventi El Nino e La Nina. I modelli climatici prevedono che la differenza di temperatura tra El Nino e La Nina possa aumentare, portando a oscillazioni ENSO più estreme. Per gli ecosistemi marini della California, ciò implica una maggiore variabilità nella resistenza all'aumento, nella fornitura di nutrienti e nella composizione delle specie.

L'acidificazione dell'oceano, guidata dall'aumento delle concentrazioni di CO2 atmosferiche, aggrava ulteriormente lo stress sugli organismi marini durante entrambe le fasi dell'ESO. Durante El Nino, l'acqua più profonda e acida può aumentare più vicino alla superficie, esponendo gli organismi a condizioni corrosive che alterano la formazione delle conchiglie e la funzione fisiologica.

Monitoraggio e capacità predittiva

La cooperazione California Cooperative Oceanic Fisheries Investigations (CalCOFI)] programma, istituito nel 1949, fornisce una delle più lunghe serie di dati di tempo continuo di oceanografico e plancton al mondo.

I Centri nazionali per l'informazione ambientale (NOAA)] mantiene archivi di dati satellitari che vengono utilizzati per rilevare l'insorgenza e l'evoluzione di El Nino e La Nina. Questi flussi di dati si nutrono di modelli predittivi che prevedono l'avanzamento delle condizioni di esercizio di ENSO per i gestori di un anno.

Gestione e Conservazione Implicazioni

Gli effetti pronunciati dell'ESO sugli ecosistemi marini della California hanno implicazioni dirette per la gestione della pesca, la conservazione delle specie protette e la pianificazione spaziale marina. Il Dipartimento della California del pesce e della fauna selvatica e il Consiglio di gestione della pesca del Pacifico hanno incorporato indicatori ambientali, comprese le previsioni dell'ENSO, nelle decisioni di raccolta per il salmone, la sardina e i pesci di terra.

Le aree protette marine (MPA) lungo la costa della California, stabilite sotto la legge sulla protezione della vita marina, sono progettate per essere resilienti alla variabilità ambientale, ma la loro efficacia durante gli eventi estremi dell'ESO non è pienamente compresa. Alcuni MPAs possono servire come rifugi durante El Nino proteggendo habitat critico e mantenendo le popolazioni di origine per la dispersione larvale. Tuttavia, se le specie spostano le loro distribuzioni al di fuori dei confini della gamma MPA durante gli eventi caldi, i benefici protettivi possono essere compromessivi possono essere comprome.

Gli sforzi di conservazione per le specie minacciate come l'otter del mare meridionale e la tartaruga del mare di cuoio devono anche considerare gli impatti dell'ESO. Le lotteria del mare si basano su abbondanti prede invertebrate, tra cui gli urchini del mare, e le loro dinamiche di popolazione sono influenzate dalla disponibilità di habitat foresta di kelp che è vulnerabile al dieback di El Nino-driven.

Conclusioni

El Nino e La Nina rappresentano esperimenti naturali che rivelano il stretto accoppiamento tra oceanografia fisica e struttura ecosistema marino lungo la costa della California. Gli eventi di El Nino soppressono l'aumento, riducono l'alimentazione dei nutrienti, e creano condizioni calde e stratificate che favoriscono diverse specie e percorsi trofici rispetto alle condizioni fresche e produttive di La Nina. Le conseguenze cascata da fitoplancton a predatori di roccia superiore, influenzando i risultati della pesca, allevamento degli uccelli marini

Sebbene i cicli dell'ESO siano naturali, i loro impatti si stanno sviluppando all'interno del contesto più ampio del cambiamento climatico, che sta amplificando la variabilità e aumentando il rischio di crollo dell'ecosistema durante eventi estremi.