《洋流缓解了珊瑚白化现象》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-06-24
  • 澳大利亚海洋科学研究所(Australian Institute of Marine Science,AIMS)和西澳大利亚大学(University of Western Australia,UWA)领导的一项新研究发现,潮汐、波浪和洋流导致珊瑚礁温度自然波动可以缓解海洋热浪,甚至可能帮助珊瑚适应更高的温度变化。相关研究成果发表在《Coral Reefs》杂志上,水动力和大气驱动因素在珊瑚礁环礁内创造了独特的热环境。
    Camille Grimaldi博士和研究人员对澳大利亚西北部布鲁姆近海罗利浅滩的美人鱼礁进行了近一年的研究,以进一步了解洋流如何影响偏远环礁不同地区的温度和珊瑚白化风险。
    珊瑚白化是对热应激的反应,海水温度的升高导致它们在排出藻类后变成白色。虽然珊瑚可以恢复,但白化可能会导致生长减少、繁殖受限、疾病风险和加剧死亡风险。当前气候变化正在推动海洋热浪和珊瑚白化持续恶化。
    Grimaldi博士他们发现美人鱼礁不同地区的温度在几个小时到几周的时间内发生了显著的变化,这些变化是由高达三米的潮汐和高达两米的波浪引起。他们还发现美人鱼礁的部分地区潮汐、洋流和海浪等洋流非常活跃,而在另一些地区则相对安静。珊瑚礁的平静区域(如泻湖),与较冷近海的连接差,洋流对这些区域的冷却作用很小。珊瑚礁的其他部分(如斜坡和平地),暴露在潮汐和波浪中,增加了与较冷近海的连接,导致了这些区域珊瑚礁温度的显著变化。
    在未来气候逐渐变暖的背景下,了解美人鱼礁的这种自然变化将有助于我们确定更广泛地促进珊瑚礁复原和恢复。在泻湖和潮间带,由于潮差大,潮汐流可以产生短短几个小时的海水冷却效应。美人鱼礁波浪带产生的水流可以导致几天到几周的海水冷却,表明波浪可以在更长的时间内缓解热应力。此外,几项研究表明每小时或更短时间内的温度波动可以避免珊瑚死亡,而长时间的温度波动可以推动珊瑚适应温度变化。了解美人鱼礁小尺度温度变化和控制因素对珊瑚礁保护和恢复很重要。(傅圆圆  编辑)

  • 原文来源:https://www.aims.gov.au/information-centre/news-and-stories/underwater-phenomena-bringing-relief-hot-corals
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  • 《研究揭示了内波对珊瑚白化的调节作用》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2019-11-28
    • 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)
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-11-23
    • 随着气候变化导致的海洋温度上升,世界上许多珊瑚礁正在经历大规模的白化和死亡。对多数珊瑚来说,这是第一次遭遇极端高温。然而,对于太平洋中部的一些珊瑚礁而言,厄尔尼诺引起的热浪是它们日常的生活环境。目前科学家还不清楚这些珊瑚礁是如何适应反复出现的极端高温环境。伍兹霍尔海洋研究所的一项最新研究揭示了处于厄尔尼诺中心的珊瑚礁白化历史,以及部分珊瑚在面临极端环境后是如何恢复的,研究成果发表在《Communications Biology》杂志上。 当水温略微上升时,活珊瑚细胞内的共生藻类就会产生有毒物质,并被珊瑚排出。藻类通常为珊瑚提供食物、能量和以及色泽。如果没有它们,珊瑚就会白化致死。研究团队前往夏威夷以南1400英里的贾维斯岛,研究极端气候对该地区珊瑚的影响。由于贾维斯岛既偏远又属于海洋保护区,物种丰富度十分高,但由于处于太平洋中部,相比于其它地方的珊瑚礁,它们经历了更为极端的由周期性厄尔尼诺事件引起的极端热浪的洗礼。 由于2015年之前没有贾维斯岛上的珊瑚礁白化观测记录,该团队选取了具有100多年历史的老珊瑚并提取了核心样本,开创了一种能够记录珊瑚礁历史的骨骼活检方法。通过对样本进行CT扫描,首次在珊瑚礁的物理结构中发现多种白化证据,并表明最早在1912年就开始出现白化。此外,研究发现,当珊瑚礁白化时,这些巨大的旧珊瑚会褪去“应力带”,也就是一层致密的碳酸钙,这种类似骨头的物质构成了珊瑚的结构。这些带在CT扫描中清晰可见,并与历史上的热浪事件相呼应。 贾维斯岛每4-7年经历一次高于平均水平的温度,这可以追溯到几十年甚至几百年前。研究小组发现,每一次的热浪侵袭,珊瑚礁都经历了严重的白化,但似乎每次都能够迅速恢复。根据研究样本数据,研究人员认为附近的洋流是珊瑚礁恢复的一个主要原因。海底的地形,加上海面信风的力量,把冰冷、营养丰富的海水从深海带到表层。这种上升流滋养了珊瑚礁周围密集的鱼类和其他水生生物,消耗掉了与珊瑚竞争的海藻。在这个过程中,它们为新的、年轻的珊瑚虫留下了最终定居下来的空间。 贾维斯岛上的珊瑚礁经历过多次漂白和恢复,为研究人员提供了新的视角,以更好地了解世界上最具弹性的珊瑚是如何在严峻的珊瑚白化压力下生存的,这对于了解其他珊瑚礁生态系统如何在未来重新生长至关重要。但2015年的超级厄尔尼诺使得贾维斯经历了前所未有的高温,导致95%的岛屿珊瑚死亡。目前最重要的问题是这是否超出了珊瑚礁能够恢复的底线。未来几年内珊瑚礁的恢复情况将真正帮助研究人员了解严重的白化现象。 (张灿影 编译)