海洋科学家致力于预测阿拉伯海的巨大浮游生物繁殖

被称为夜光藻的大型海洋生物体的大型花绽放 /目前正在威胁阿拉伯海的渔业,旅游和海水淡化工厂。但是科学家正在开发预测模型,以帮助该地区的国家如阿曼预测这些单细胞生物繁荣的条件是否已经成熟,以便他们做好准备。

目标是生成一个大体上自动化的系统,其工作方式类似于天气预报。它将提取有关大气和海洋条件的数据,并推出定期的七天绽放预测 - 这将提供给企业,政府和科学家。

Joaquim Goes说,这种系统还可以帮助研究人员了解浮游生物在阿拉伯海以及未来几十年的扩散情况,他是纽约Palisades的Lamont-Doherty地球观测站的生物海洋学家,建模项目。这些花可能为一些商业性渔业提供了短期的推动力,但是如果Noctiluca / /则海洋生物多样性可能最终下降。他说,他将继续发展和支配生态系统。

该项目是全世界开展可用于了解和预测有害藻华的模型的几项努力之一。早在今年,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)预计将推出其第一次在缅因湾使用称为红潮的有毒浮游生物绽放的业务预报,该模型使用类似的先进模型,海洋学家Richard Stumpf说道。 NOAA在马里兰州银泉市。

斯坦普夫说,模拟并最终预测这样的花朵是一个难题,因为研究人员不仅要了解当地水化学和海洋环流,还要了解不同浮游生物物种的行为。

繁荣和萧条

2017年11月开始的阿拉伯海的巨大绽放现在才刚刚结束。在1月份的高峰时段,它覆盖了德克萨斯州三倍的面积。 “< I>夜光< I&GT /;完全压倒了这个系统,“Goes说。

今年1月和2月,Goes和他的团队在阿曼度过了五个星期,收集样品并与当地渔民以及工业和政府官员交谈。他们讨论了预测系统,并了解了社区成员需要哪种盛开预测信息。

尽管Goes目前的预测模型是有前景的,但该团队希望能够提高其解决方案并且将有关Noctiluca狡猾生物学的信息整合进去。

这种微生物具有植物和动物的特征。它是一种掠食者,它在该地区已变得越来越普遍的低氧水域生长1。但是,很像珊瑚, i Noctiluca / i与细胞内存在的藻类也有共生关系。这些藻类含有绿色色素叶绿素,卫星上的传感器可以从空间监测,从而使研究人员能够跟踪水华。

目前还不清楚为什么主要的诺克鲁卡 / i现在世界各地的海洋都出现了绽放,包括在阿拉伯海和印度,泰国和印度尼西亚的海域。研究人员怀疑,提供营养物质和全球变暖的未经处理的污水的释放可能具有作用。

越来越大的问题

正确的条件可以刺激Noctiluca / i花开得很厚,以至于当生物死亡时,它们的分解体将大部分氧气从海水中吸走。在过去的几年里,绽放的低氧区扩张将沙丁鱼推向阿曼一些海滩寻找氧气;水产养殖场也受到这些地区的影响。

今年,吸收海水的海水淡化厂不得不缩减其活动以防止Noctiluca i从物理堵塞他们的系统。

Goes和他的团队为印度洋设计的目前模型的分辨率为3.5公里。它能够预测植物和动物浮游生物两个类别的开花潜力。海军研究实验室的海洋模型师塞尔吉奥·德拉达说,该模型很好地再现了阿拉伯海当前绽放的行为,但它还不足以为当地的对虾养殖场或海水淡化厂提供有用的预测。密西西比州的斯坦尼斯航天中心。

下一步是将分辨率提高到1公里甚至500公尺,并且代表Noctiluca i本身在模型中。 deRada说,这个问题在于,“诺克提卡”(Noctiluca / i就像植物和动物浮游生物一样,这意味着它的行为比目前包含在模型中的浮游生物更复杂。 “这就是为什么建模会很困难。”

Nature 555,569-570(2018)