Forskere kaster lys over modulering af termisk blegning af koralrev ved indre bølger

Koralrev rundt om i verden er truet af pan-tropiske blegningshændelser, der opstår, når de omgivende havvandstemperaturer stiger på grund af igangværende klimaændringer og ekstreme forhold som El Niño. Imidlertid, mønstre for blegning kan forekomme meget vanskeligt, især på tværs af vanddybder. I øjeblikket, de fleste koralblegningsprognoser er baseret på overfladeestimater af havvandstemperaturer, samlet med satellitter over store områder af havet. Selvom satellitobservationer er vigtige for at forstå store mønstre og for at studere fjerntliggende steder, de er kun i stand til at detektere temperatur på selve overfladen af ​​havet og give gennemsnit over relativt store skalaer.

I denne forskning, Professor Alex Wyatt, Adjunkt ved HKUST's Institut for Ocean Science, samarbejdede med forskere fra The University of Tokyo, Scripps Institute of Oceanography ved University of California San Diego, U.S. Geological Survey og Florida Institute of Technology, at gøre på lang sigt, højopløselig kvantitativ analyse af temperaturregistre påvirket af interne bølger, og deres virkning på koralrev i det vestlige, det centrale og østlige Stillehav. Teamet indsatte og fastholdt 50 til 60 højopløsninger, løbende optagelse, elektroniske termometre-drevet af indbyggede batterier og indeholdende præcise ure og stor hukommelseslagring-på tværs af dybder på koralrevsteder i Stillehavet i Japan, Fransk Polynesien og Panama. Dette fangede temperaturer på stedet i flere år, især i perioder med unormal opvarmning i forbindelse med El Niño -arrangementet i 2015 og 2016.

Ved hjælp af en ny filtreringstilgang udviklet af teamet, interne bølgesignaler blev ekstraheret fra temperaturregistreringerne og anvendt i et analytisk eksperiment til at sammenligne opvarmning, der ville have fundet sted i nærvær og fravær af interne bølger. Den resulterende analyse tyder på, at tilstedeværelsen af ​​interne bølger reducerede opvarmning, især i dybere dele af koralrev, med op til 88% i løbet af 2015-2016 El Niño. Varigheden af ​​alvorlige opvarmningsbegivenheder, der sandsynligvis vil fuldstændigt dræbe koraller, blev også reduceret på nogle steder - med 36 til 50% - eller helt forhindret på andre.

Teamet fandt også ud af, at naturlig intern bølgekøling stiger med dybden. Opvarmning blev reduceret med 20 til 41% på laveste steder (8 til 10m vanddybde) og reduceret med 54 til 88% på dybere vand (30 til 40m vanddybde). Disse fund viste, at indre bølger kan være en vigtig proces til naturligt at reducere koralblegning på tværs af de fleste af verdens koralrevdybder og havsteder. Omvendt resultaterne antyder også end i fravær af interne bølger, eller hvis interne bølger frekvens og intensitet falder med klimaændringer, den observerede opvarmning af koralrev kan blive endnu mere alvorlig.

Resultaterne, der viser udbredt afkøling af indre bølger, tyder på et vist håb for koralrev - at der kan være revområder, der i det mindste delvist er beskyttet mod de alvorlige konsekvenser af klimaændringer, opvarmning af havet, og stadig hyppigere blegningshændelser, der nu er vidt observeret på lavt vand. Områder, der naturligt afkøles af indre bølger, fungerer muligvis allerede som delvise tilflugter fra de alvorlige virkninger af klimaændringer på koralrev. Imidlertid, fordi oceanerne hurtigt opvarmes, sådanne tilflugtssteder kan kun tilbyde kortvarig beskyttelse. Også, vi ved meget lidt om, hvordan klimaændringer og havopvarmning vil påvirke forekomsten af ​​indre bølger og de dybder, som de køler koralrev til i fremtiden. Vigtigere, der er en lang række ukendte spørgsmål, der stammer fra denne forskning, især i betragtning af de bredere biologiske virkninger og økologiske konsekvenser af indre bølger for koralrev.

Resultaterne tyder også på, at der kan være innovative måder at tilpasse disse oplysninger til beskyttelse af koralrev på lokale skalaer af særlig interesse, såsom kritiske levesteder for økologisk bevarelse. "Vores forskning om den virkelige indre bølgeopvækst antyder, at aktive forvaltningsmetoder som kunstig opvækning midlertidigt kan være gyldige på lokale skalaer og på steder, der ikke allerede naturligt afkøles af interne bølger, "sagde prof. Wyatt." Hvis det blev succesfuldt udnyttet med et kunstigt opvækningssystem, det er forudsigeligt, at opvækning kan reducere de værste virkninger af opvarmning over en lille skala over risikokoralsamfund, der er identificeret til særlig beskyttelse. Denne kunstige opstigning ville naturligvis være meget lokaliseret i forhold til den globale køling, der naturligt forekommer over rev hver dag i løbet af sommeren på grund af indre bølger. "Han tilføjede, "Det er meget vigtigt at bemærke, at beskyttelsen af ​​rev afhænger af øjeblikkelig reduktion af drivhusgasemissioner, da interne bølger kun kan tilbyde lokaliseret, og måske midlertidigt, beskyttelse mod hurtig klimaopvarmning. Håndtering af de underliggende årsager til klimaændringer er, faktisk, kritisk for den fremtidige overlevelse af koralrev. "

Globalt set kystsamfund er afhængige af rev for beskyttelse af kysten, og revens biodiversitet understøtter akvakultur, turisme og lokale økonomier. Større forståelse af interne bølger på forskellige steder kan bruges til at skabe bedre prognoser for, hvilke rev der er størst risiko for fremtidige opvarmningsbegivenheder, identificere potentielle revtilflugtssteder, og dermed ville være en velsignelse for øget forvaltning af truede rev.