2013-2016年被稱為”Blob”的海洋熱浪使整個東北太平洋的大片表層水變暖，擾亂了西海岸的海洋生態系統，抑制了鮭魚的繁殖，並損害了商業漁業。它還引發了一波關於海洋表層水極端變暖的研究。但是，正如美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的新研究顯示，海洋熱浪也發生在水下深處。

在3月13日發表在《自然通訊》雜誌上的一篇論文中，由NOAA研究人員領導的一個團隊利用觀察和計算機模型的結合，對北美周圍富饒的大陸架水域的底層海洋熱浪進行了首次廣泛的評估。

海洋熱浪對全球海洋生態系統有重大影響，破壞了從浮游生物到鯨的生產力和分佈。有大量的工作來研究、跟踪和預測這些事件的時間、強度、持續時間和物理驅動因素。

“研究人員在海面上調查海洋熱浪已經超過十年了，”主要作者狄龍-阿馬亞說，他是國家海洋局物理科學實驗室的研究科學家。”這是我們第一次能夠真正深入研究並評估這些極端事件是如何沿著淺海地面展開的。”

海洋熱浪極大地影響了全球海洋生態系統的健康，破壞了小至浮游生物、大至鯨魚的生產力和分佈。因此，已經有相當多的努力來研究、跟踪和預測這些事件的時間、強度、持續時間和物理驅動因素。

大多數研究都集中在海洋表面的極端溫度上，在這方面，有許多由衛星、船舶和浮標拍攝的高質量的觀測數據。海面溫度也可以作為敏感的海洋生態系統的許多物理和生物化學海洋特徵的指標，使分析更加直接。

全球變暖產生的多餘熱量約有90%被海洋吸收，在過去的一個世紀裡，海洋變暖了約1.5℃。在過去的十年裡，海洋熱浪的頻率增加了約50%。

像這只在加州洪堡灣碼頭捕獲的靈魚，是太平洋底層魚群的一員，容易受到海底熱浪的影響。

近年來，科學家們加大了努力，利用有限的數據調查整個水體的海洋熱浪。但是以前的研究並沒有針對大陸架沿線海底的極端溫度，而大陸架為龍蝦、扇貝、螃蟹、比目魚、鱈魚和其他底層魚類等重要商業物種提供了關鍵的棲息地。

由於底層水溫數據集相對稀少，科學家們使用了一種被稱為”再分析”的數據產品來進行評估，它從現有的觀測數據開始，採用計算機模型模擬洋流和大氣的影響來”填補空白”。使用類似的技術，NOAA的科學家們已經能夠將全球天氣重建到19世紀初。

這些插圖顯示了1993年至2019年期間在NOAA科學家團隊研究的每個大型海洋生態系統中發生的海底熱浪（熱異常）的平均強度。

雖然海洋再分析已經存在了很長時間，但它們只是在最近才變得足夠熟練，並具有足夠高的分辨率來檢查海洋特徵，包括海岸附近的底部溫度。

來自NOAA、環境科學合作研究所（CIRES）和國家大氣研究中心（NCAR）的研究小組發現，在北美周圍的大陸架上，底部海洋熱浪往往比它們的表面對應物持續更長的時間，並可能比上覆的表面水域具有更大的變暖信號。底層和表層海洋熱浪可能在同一地點同時發生，特別是在表層和底層水混合的較淺區域。

獅子魚已經成為北大西洋西部地區入侵物種問題的一個典型代表。它們的種群繼續擴大，威脅著珊瑚礁和其他海洋生態系統的福祉。這包括依賴它們的重要經濟魚類。

但是底層海洋熱浪也可以在表面幾乎沒有變暖證據的情況下發生，這對商業上重要的漁業管理有重要影響。”這意味著它可以在管理者沒有意識到的情況下發生，直到影響開始顯現，”Amaya說。

根據2021年的一項研究，2015年，美國西海岸的有害藻類水華和海帶森林棲息地的喪失–兩者都是由熱浪引起的，這導致貝類漁業的消亡，使經濟損失超過1.85億美元。三州鄧傑斯蟹的商業捕撈記錄了9750萬美元的損失，影響了部落和非部落的漁業。華盛頓州和加利福尼亞州的沿海社區由於蟶子和鮑魚漁業的關閉，總共損失了8400萬美元的旅遊消費。

2021年，NOAA漁業局公佈的一項底層魚調查顯示，阿拉斯加灣的鱈魚在環境轉變期間急劇下降，在2015年至2017年間經歷了71%的豐度下降。另一方面，俄勒岡州立大學和NOAA漁業部的研究人員在2019年的一篇論文中發現，北加州海流系統中的年輕底層魚和其他海洋生物在前所未有的海洋條件下蓬勃發展。

異常溫暖的底層水溫也與入侵的獅子魚在美國東南部一帶的擴張、珊瑚漂白和隨後珊瑚魚的減少、年輕大西洋鱈魚存活率的變化以及新英格蘭南部近岸龍蝦種群的消失有關。

作者說，保持現有的大陸架監測系統和開發新的實時監測能力以提醒海洋資源管理者註意底部變暖的情況將是很重要的。

“我們知道，為了積極主動地管理沿海海洋，需要早期識別海洋熱浪，”共同作者Michael Jacox說，他是一名研究海洋學家，在NOAA的西南漁業科學中心和物理科學實驗室之間分工合作。”現在很明顯，我們需要更密切地關注海底，一些最有價值的物種生活在那裡，可能會經歷與表面完全不同的熱浪。”