持续的气候变化和厄尔尼诺现象等极端事件会导致周围海水温度升高,进而全世界的珊瑚礁都受到泛热带漂白事件的威胁。然而,珊瑚白化的产生机制很难预测,特别是跨水深处。目前,大多数珊瑚白化预测都是基于海洋表面的海水温度估计值,这些数据是由卫星在大面积海洋上收集的。虽然卫星观测对于了解大尺度空间分布和研究偏远地区很重要,但它们只能探测到海洋表面的温度,并提供相对较大尺度上的平均值。
为了研究高分辨率定量分析内波影响下的温度记录及其对西、中、东太平洋珊瑚礁的影响。研究者部署并维护了50~60个高分辨率、连续记录的电子温度计,这些温度计由车载电池供电,并具备较大内存。在日本、法属波利尼西亚和巴拿马的太平洋珊瑚礁地点进行跨深度储存。这记录了多年的现场温度,尤其是在2015年和2016年与厄尔尼诺事件有关的异常海温。使用该小组开发的一种新的滤波方法,从温度记录中提取内波信号,并将其用于实验分析中,以比较在有内波和无内波情况下可能发生的加热。结果分析表明,2015~2016年的厄尔尼诺现象中,内波的存在降低了高达88%的加热,特别是珊瑚礁较深处的加热。在某些地点,可能或者完全杀死珊瑚的严重加热事件的持续时间也降低了36~50%,或在其他地点完全阻止。
研究者还发现,内波冷却随深度增加而增加。在最浅的地点(8~10米水深)加热减少了20~41%,在较深的水域(30~40米水深)加热减少了54~88%。这些发现表明,内波可能是跨越世界上大多数珊瑚礁的深度和海洋位置进而引起珊瑚白化减少的一个重要过程。相反,研究结果还表明,在没有内波的时候,或者内波频率和强度随气候变化而降低时,珊瑚礁的观测加热可能变得更加严重。
研究结果显示,内波导致的广泛降温表明珊瑚礁有一定程度生存的希望,即珊瑚礁区域至少部分免受气候变化与海洋变暖的影响,以及目前在浅水中广泛观察到的日益频繁的漂白事件的可怕后果影响。内波冷却的地区可能已经成为珊瑚礁免受气候变化严重影响的避难所。然而,由于海洋正在迅速变暖,这种避难所可能只提供短期保护。研究结果还表明,可能有创新的方法来调整内波冷却以保护当地规模的珊瑚礁。对真实的内波上升流的研究表明,人工上升流等主动管理方法可能在局部尺度和尚未被内波自然冷却的地区暂时有效。如果成功地利用人工上升流系统,可想而知,上升流可以减少加热对小规模、高风险珊瑚群落的影响。值得注意的是,珊瑚礁的保护取决于减少温室气体排放,因为内波只能局部化或许暂时的防止气候快速变暖。事实上,解决气候变化的根本原因对珊瑚礁未来的生存至关重要。
在全球范围内,沿海社区依靠珊瑚礁保护海岸线,珊瑚礁的生物多样性有助于水产养殖、旅游业和地方经济的发展。增加对不同地点内波的了解,更好地预测哪些珊瑚礁最有可能受到未来变暖事件的影响,确定潜在的珊瑚礁避难地点,从而有助于加强对受威胁珊瑚礁的管理。
(郭亚茹 编译,於维樱 审校)