Sommaren kommer till Mainebukten, längre och varmare än någonsin – så mycket som två månader längre. Det är budskapet i en ny forskningsartikel av ett team av forskare under ledning av Andrew Thomas från University of Maine School of Marine Sciences. Studien, publiceras i tidskriften Elementa , undersökte säsongsvariationen av havsyttemperaturtrender längs USA:s nordöstra kust.

För alla utom en liten region omedelbart norr om Cape Hatteras vid södra kanten av deras studieområde, forskarna bekräftade att ytvattentemperaturer har en ökande trend under de senaste tre decennierna, med Mainebukten som värms upp med cirka 0,4 grader Celsius per decennium. Den nya analysen kartlade både det geografiska mönstret för dessa trender och visade att ökningen faktiskt är mycket starkare än så här under sommar- och tidiga höstmånaderna, från juni till oktober, och svagare under vintermånaderna.

Forskningen bygger på tidigare arbete av Thomas och hans kollegor, inklusive Andrew Pershing och Katherine Mills från Gulf of Maine Research Institute, och andra från Bigelow Laboratory, Stony Brook University och NOAA. I en allmänt citerad artikel från 2015 i Science, dessa författare analyserade havstemperaturdata som visar att Mainebukten överskred det globala genomsnittet av uppvärmningshastigheten under de senaste 30 åren och noterade att under det senaste decenniet värmdes Mainebukten upp snabbare än 99,9 procent av det globala havet. Att titta på detaljer bakom dessa trender var ett logiskt nästa steg. De motiverades av flera frågor:Förekommer övergripande uppvärmningstrender lika under året, eller förekommer de främst under en viss säsong? Vilka regioner är mest mottagliga eller motståndskraftiga för förändringar i havsytans temperatur?

Med finansiering från National Science Foundation och NASA, de tog en version med högre upplösning av samma datauppsättning – 33 år av satellitmätningar – och zoomade in på den nordöstra nordamerikanska kontinentalsockeln. Sedan delade de upp uppgifterna i månader, så att de kunde kvantifiera och kartlägga säsongstrender. Deras resultat visade mönster i rymden och över säsongscykeln som inte var uppenbara i tidigare studier.

Sommar, definieras som antalet dagar över en specifik temperatur varje år, har förlängts i hela regionen. Denna trend var särskilt stark i Mainebukten. Medan den drivs av både tidigare vårar och senare höstar, i Mainebukten, att stadigt fördröja falltidpunkten var huvudfaktorn.

"Förändringstakten är en ökning med två sommardagar per år, så över den 33-åriga tidsserien" sa Thomas, "det har lagt till upp till 66 dagar. Sommarförhållandena i Mainebukten varar nu ungefär två månader längre än 1982. Det är skrämmande."

Skrämmande, eftersom temperatur fungerar som en signal för beteendet och distributionen av många marina arter som är viktiga för Maines kultur och ekonomi. Hur har den förlängda sommaren påverkat hummer, torsk eller sill?

"Jag är en oceanograf, inte en fiskbiolog, " sa Thomas. "Men mina fiskekollegor i laget tittade på det, och i en separat tidning visade vi att längre somrar var kopplade till norrut förskjutningar i höstens befolkningscentra för amerikansk hummer, Atlantisk sill och atlantisk makrill."

Hummer och sill ökade också i populationsstorlekar eller total biomassa, som sommarflundra, Akadisk kungsfisk och pigghaj. För andra arter, inklusive torsk, den förlängda sommarvärmen var förknippad med en minskning av biomassan.

De satellitposter som används för dessa studier ger temperaturdata för havets yta. Är det rätt indikator för bottenlevande som torsk och hummer? Enligt Thomas, på den relativt grunda Atlanten, under flera år, yttrenderna korrelerar med temperaturer djupare i havet. Till exempel, medan dataposterna inte är lika långa, bojen Northeastern Regional Association of Coastal Ocean Observing Systems mitt i Jordanbassängen, som mäter temperaturer från ytan ner till ett djup av 250 meter, visar mindre årlig variation men liknande långtidsuppvärmning i djupvattnet.

"Temperaturtrenderna vi ser i detta område är bland de största på planeten, ", sa Thomas. "Två huvudförare är sannolikt på spel. Mainebukten är vid korsningen av två stora storskaliga processer, som båda påverkas av klimatförändringarna. Vår hylla ligger medvind från jetströmmen som kommer från kontinenten. Nord- eller söderförskjutningar i jetströmsposition översätter till förändringar i värmeöverföringen mellan atmosfär och hav som värmer och kyler hyllvattnet." I sin studie, Thomas visade att både högre atmosfärstryck och varmare lufttemperaturer på våren och sommaren var kopplade till den längre sommarsäsongen i havet.

Den andra processen är transport av havsvatten. Mainebukten är ansluten till det globala havet med strömmar, och mycket av havsvattnet i viken har sitt ursprung längre norrut. Dessa vatten, Labradorhavet och angränsande kusthyllor, är också bland de snabbast värmande regionerna. Åt söder, Golfströmmens läge har också inflytande; Thomas visade att nordliga förskjutningar i den varma golfströmmen var förknippade med längre somrar i Mainebukten.

En förlängd havssommar har viktiga biologiska konsekvenser. I sommar, ett grunt lager av solvarmt men näringsfattigt vatten flyter ovanpå tätare, kallare, näringsrikt vatten. Nedbrytningen av denna struktur när temperaturen svalnar på hösten frigör näringsämnen från djupvattnet som hjälper till att utlösa höstväxtplanktonblomningar som stöder resten av det marina näringsnätet.

Men kylningen som vanligtvis sker på hösten och tidig vinter har försvagats och kommer senare, förlängning av stratifieringsperioden. "Starkare och längre sommarskiktning innebär svagare blandning och färre och försenade näringsämnen som kommer upp till ytan, en trend som så småningom kommer att innebära att Mainebukten blir mindre produktiv", sa Thomas.

Thomas noterade också att hela nordostatlantiska hyllan förblir mycket varmare senare på hösten, varje orkan som anländer under denna period skulle förbli starkare än om den hade inträffat för decennier sedan.

Thomas och hans team arbetar nu med att tillämpa samma säsongsanalys på hela Nordatlanten och andra regioner på den nordamerikanska kontinentalsockeln.