科学家深入了解威胁珊瑚礁生存的神秘隐性热浪-全球观天下

(资料图片仅供参考)

2019年4月至5月，位于南太平洋中部的法属波利尼西亚的Moorea岛附近的珊瑚礁遭受了严重的、长时间的热白化现象。尽管那一年没有厄尔尼诺现象，但这场灾难还是发生了，这让全世界的海洋科学家感到好奇。

由香港科技大学海洋科学系的Alex Wyatt教授领导的一个国际研究小组对这一令人惊讶和矛盾的珊瑚白化事件进行了调查。这一意外事件与反气旋涡流的通过有关，反气旋涡流抬高了海平面，使热水集中在珊瑚礁上方，导致水下的海洋热浪，而这一热浪在海面上基本不为人所知。这些发现将于今天（2023年1月6日）发表在《自然通讯》杂志上。

在2019年的海洋热浪中，Moorea北岸的各处深度发生了广泛的珊瑚白化。资料来源：Peter J. Edmunds

大多数关于珊瑚白化模式的研究都依赖于水温的海面测量，这不能反映出海洋升温对海洋生态系统（包括热带珊瑚礁）威胁的全貌。这些用卫星在大范围内进行的表面测量虽然有价值，但却不能检测到表面以下的升温，这些升温过程影响着生活在比海洋最浅的几米深的水域的生物群落。

Wyatt教授及其同事分析了从2005年到2019年15年间在Moorea收集的数据，利用了遥感海面温度和高分辨率、长期原位温度和海平面异常的罕见组合。结果显示，公海上的反气旋涡流经过该岛时，提高了海平面，并将内波推到更深的水中。内波沿着温暖的海洋表层和下面的冷却层之间的界面移动，在以前的一项也是由Wyatt教授领导的研究中，已被证明可以为珊瑚礁生境提供频繁的冷却。

目前的研究表明，由于反气旋，内部波浪冷却过程在2019年初戛然而止，这导致了珊瑚礁上方出乎意料的升温，这反过来又造成了大规模的珊瑚白化和随后的死亡。对当地的珊瑚礁生物多样性来说，不幸的是，2019年的大面积珊瑚死亡抵消了过去十年在Moorea周围发生的珊瑚群落的恢复。

与2019年的热浪相比，一个值得注意的现象是，尽管当时的超级厄尔尼诺现象带来了温暖的条件，并使全球许多浅海珊瑚礁遭到破坏，但Moorea的珊瑚礁在2016年并没有发生重大的白化死亡。这项新的研究表明，在珊瑚礁所处的深度范围内收集温度数据的重要性，因为如果只关注表面条件，就会失去预测珊瑚白化的能力。海面温度数据可以预测2016年和2019年Moorea的中度白化。

然而，直接观察显示，2016年只有生态上不重要的白化，且升温持续时间短，仅限于浅水区。如果研究人员只获得海面温度数据，2019年的严重和长时间的海洋热浪将被忽视，由此产生的灾难性的珊瑚白化可能被错误地归咎于升温以外的原因。

\"本研究强调需要考虑与受威胁的生态系统有关的跨深度的环境动态，包括那些水下海洋天气事件导致的。\"Wyatt教授说：\"这种分析取决于跨海洋深度的长期、现场测量的数据，但这种数据通常是缺乏的。我们的论文为在不断变化的海洋动态和气候背景下评估沿海生态系统的未来提供了一个有价值的机制范例\"。

关键词： 厄尔尼诺现象 生物多样性 生物群落