目前,一种叫做夜光藻的海洋生物的大量繁殖正威胁着阿拉伯海的渔业,旅游业和海水淡化厂。但是科学家正在开发预测模型,这些模型可以帮助该地区的国家(例如阿曼)预测何时出现这些单细胞生物繁荣的条件,从而可以更好地做好准备。
目标是生产一个像天气预报一样工作的自动化系统。它会获取有关大气和海洋状况的数据,并定期发布为期7天的花朵预报,这些预报可供企业,政府和科学家使用。
纽约帕里萨德斯拉蒙特-多尔蒂地球天文台的生物海洋学家,海洋学和海洋学的负责人若阿金·戈斯说,这样的系统还可以帮助研究人员了解浮游生物在阿拉伯海及以后几十年内的扩散。建模项目。他说,盛开的水可能会在短期内为某些商业性渔业带来提振,但如果夜光藻继续生长并主导生态系统,海洋生物多样性最终可能会下降。
该项目是世界范围内开发可用于理解和预测有害藻华的模型的几项努力之一。美国海洋与大气研究所的理查德•斯坦普夫(Richard Stumpf)表示,最早于今年,美国国家海洋与大气管理局(NOAA)有望利用类似的先进模式对缅因湾的有毒浮游生物赤潮(称为赤潮)进行首次预报。 NOAA位于马里兰州的银泉。
斯坦普夫说,模拟并最终预测此类水华是一个难题,因为研究人员不仅要了解当地的水化学和海洋环流,而且还要了解不同浮游生物的行为。
繁荣和萧条
始于2017年11月的阿拉伯海巨花才逐渐消失。一月份的高峰期,它的面积是德克萨斯州的三倍。Goes说:“ Noctiluca完全压倒了整个系统。”
Goes和他的团队于今年一月和二月在阿曼呆了五个星期,收集样品并与当地渔民以及行业和政府官员进行了交谈。他们讨论了预报系统,并了解了社区成员需要什么样的开花预报信息。
尽管Goes的当前预测模型很有希望,但该团队希望提高其分辨率,并纳入有关Noctiluca棘手生物学的信息。
这种微小的生物既具有动植物特征。捕食者在该地区越来越普遍的低氧水中壮成长。但是,就像珊瑚一样,夜光藻也与生活在细胞内的藻类有共生关系。这些藻类含有绿色色素叶绿素,卫星上的传感器可以从太空进行监视,从而使研究人员能够追踪花朵。
目前尚不清楚为什么主要的夜光藻绽放在世界各地的海洋中发生,包括阿拉伯海以及印度,泰国和印度尼西亚附近的水域。研究人员怀疑提供营养的原始污水的释放和全球变暖可能具有一定作用。
日益严重的问题
适当的条件可以刺激夜光藻的花开得如此浓密,以至于当这些生物死亡时,它们的分解体会从海水中吸收大部分氧气。在过去的几年中,花开的低氧区将沙丁鱼推向阿曼的一些海滩寻找氧气。水产养殖场也受到这些地区的影响。
今年,海水淡化厂不得不缩减其活动量,以防止夜光藻物理阻塞其系统。
Goes和他的团队为印度洋设计的当前模型的分辨率为3.5公里。它能够预测植物和动物浮游生物两类的开花潜力。海军研究实验室海洋模型师塞尔吉奥·德拉达(Sergio deRada)表示,该模型很好地再现了阿拉伯海当前水华的行为,但还不足以为当地虾场或海水淡化厂提供有用的预报。密西西比州的斯坦尼斯太空中心。
下一步是将分辨率提高到1公里,甚至500米,并在模型中代表Noctiluca本身。deRada说,问题在于Noctiluca的行为就像动植物和动物的浮游生物一样,这意味着它的行为比模型中当前包括的浮游生物更为复杂。“为什么对它建模会很困难。”
自然555,569-570(2018)