Исследование является крупнейшим в своем роде и первым, в котором используется комбинация спутниковых данных о температуре и долгосрочных наземных измерений. В общей сложности 235 озер, представляющих более половины мировых запасов пресной воды, находились под наблюдением не менее 25 лет. Об исследовании, опубликованном в Geophysical Research Letters, было объявлено сегодня на заседании Американского геофизического союза.Исследование, которое финансировалось НАСА и Национальным научным фондом, показало, что озера нагреваются в среднем на 0,61 градуса по Фаренгейту (0,34 градуса по Цельсию) каждое десятилетие.
Ученые говорят, что это больше, чем скорость потепления океана или атмосферы, и может иметь серьезные последствия.Цветение водорослей, которое в конечном итоге может лишить воду кислорода, по прогнозам, увеличится на 20 процентов в озерах в течение следующего столетия по мере увеличения темпов потепления.
Цветение водорослей, токсичных для рыб и животных, увеличится на 5 процентов. Если эти темпы сохранятся, выбросы метана, парникового газа, в 25 раз более мощного, чем углекислый газ, в 100-летнем масштабе, увеличатся на 4 процента в течение следующего десятилетия.«Общество зависит от поверхностных вод в подавляющем большинстве случаев, когда человек использует их», — сказала соавтор Стефани Хэмптон, директор Центра экологических исследований, образования и информационно-просветительской работы Университета штата Вашингтон в Пуллмане. «Не только для питьевой воды, но и для производства энергии, для орошения наших сельскохозяйственных культур. Белок из пресноводных рыб особенно важен в развивающихся странах».
Температура воды влияет на множество других ее свойств, критически важных для здоровья и жизнеспособности экосистем. Когда температура резко отклоняется от нормы, формы жизни в озере могут резко измениться и даже исчезнуть.«Эти результаты предполагают, что большие изменения в наших озерах не только неизбежны, но, вероятно, уже происходят», — сказала ведущий автор Кэтрин О’Рейли, доцент геологии в Университете штата Иллинойс, Нормал. Более раннее исследование O’Reilly показало снижение продуктивности озер с повышением температуры.
Повышение температуры, близкое к среднему или превышающее его на 0,61 градуса по Фаренгейту, наблюдалось в некоторых из самых популярных водоемов мира, включая озеро Тахо (+,97 F вручную, +1,28 со спутника), Мертвое море (+1,13 F), два водохранилища, обслуживающие Нью-Йорк, озеро Вашингтон в Сиэтле (+,49 F) и Гурон Великих озер (+1,53 F вручную, +,79 по спутнику), Мичиган (+,76 F вручную, +,36 F по спутнику ), Онтарио (+,59 F) и Superior (+2,09 F вручную, +1,44 F по спутнику).Соавтор исследования Саймон Хук, руководитель научного отдела Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, сказал, что спутниковые измерения обеспечивают широкий обзор температуры в озерах по всему миру. Но они измеряют только температуру поверхности, в то время как ручные измерения могут обнаружить изменения температуры по всему озеру. Кроме того, в то время как спутниковые измерения датируются 30 годами, некоторые измерения озер датируются более чем столетием.
«Объединение наземных и спутниковых измерений дает наиболее полное представление о том, как температура в озерах изменяется по всему миру», — сказал он.Исследователи заявили, что с тенденцией к потеплению связаны различные климатические факторы. В северном климате озера раньше теряют ледяной покров, и во многих регионах мира облачность меньше, что делает их воды более подверженными воздействию согревающих лучей солнца.
Предыдущая работа Хука с использованием спутниковых данных показала, что температура многих озер повышалась быстрее, чем температура воздуха, и что наибольшее потепление наблюдалось в высоких широтах, как это было видно в других исследованиях потепления климата. Это новое исследование подтвердило эти наблюдения со средними темпами потепления 1,3 градуса по Фаренгейту (0,72 градуса Цельсия) за десятилетие в высоких широтах.В теплых тропических озерах может наблюдаться менее резкое повышение температуры, но усиленное потепление этих озер все же может иметь серьезные негативные последствия для рыб. Это может быть особенно важно в Великих африканских озерах, где рыба является важным источником пищи.
«Мы хотим быть осторожными, чтобы не упустить некоторые из этих более низких темпов изменений», — сказал Хэмптон. «В более теплых озерах эти изменения температуры могут быть действительно важными. Они могут быть столь же важны, как более высокая скорость изменения в более прохладном озере».
В целом исследователи пишут: «Наблюдаемое здесь повсеместное и быстрое потепление сигнализирует о срочной необходимости включения климатических воздействий в оценки уязвимости и усилия по адаптации озер».Исследование представляет собой пример междисциплинарной работы в рамках Grand Challenges WSU, областей исследований, направленных на решение некоторых из наиболее сложных проблем общества.
Исследование также соответствует теме задачи «Устойчивые ресурсы: продукты питания, энергия и вода», в рамках которой будут разработаны стратегии, связывающие оптимизированные методы ведения сельского хозяйства, управление водными ресурсами и производство энергии.