Enkel ramme hjælper fremtidige havstudier

En række informationer er samlet gennem en enkel ramme, der vil hjælpe havforskere med at designe mere nøjagtige eksperimenter, der bedre vil hjælpe dem med at forstå den forventede effekt af global opvarmning på livet i havet.

Forstå konsekvenserne af stigende kuldioxid (CO ₂ ) niveauer og global opvarmning for livet i havet kræver komplekse eksperimenter, der kan vurdere biotas reaktioner på forskellige miljøscenarier. Eksperimenter skal være i stand til præcist at repræsentere fremtidig CO ₂ niveauer og temperatur, hvis de præcist skal forudsige den potentielle indvirkning på forskellige arter i verdenshavene.

Nathan Geraldi, Carlos Duarte og kolleger ved KAUSTs Red Sea Research Center bemærkede for nylig, at nogle offentliggjorte havforskningsartikler ikke matchede CO ₂ niveau forudsigelser skitseret i rapporterne fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Dette fik teamet til at undersøge nærmere.

De skitserer flere mangler i den nuværende videnskabelige viden. Selvom der findes nogle data for virkningen af ​​stigende CO ₂ og ledsagende opvarmning i havene, den er gemt på forskellige steder og er ikke tilgængelig via en central database. Yderligere, IPCC-tallene for CO ₂ niveauer og forudsagte temperaturstigninger relaterer sig overvejende til atmosfæren og jordoverfladen, snarere end til havmiljøer. Samlet set, havene bliver varmere langsommere end jorden, og dette bør indregnes i "fremtidige hav" undersøgelser. Også, IPCC's regionale fremskrivninger udelukker i øjeblikket polarområderne, på trods af, at Arktis nu opvarmes hurtigere end det globale gennemsnit.

"Det er fortsat udfordrende at forudsige marine organismers reaktioner på fremtidige havforhold, men det er nødvendigt at informere om potentielle risici og påvirkninger, " siger Duarte. "Eksperimenter, der efterligner de forhold, der forventes i fremtiden, bruges ofte til at kvantificere og vurdere disse svar. Imidlertid, akilleshælen ved denne tilgang er, at de eksperimentelle variabler ofte er dårligt informerede, resulterer i urigtige fremstillinger."

"Der er i øjeblikket ingen ligetil måde for forskere at vælge fremtidige niveauer af CO ₂ og temperatur, når du udfører eksperimenter med livet i havet, " forklarer Geraldi. "Nuværende og fremtidige forhold i en given region er variable og afhænger af mange faktorer. Velvidende, at forskere skal forenkle den naturlige variabilitet, vi ønskede at skabe en ramme, der ville vejlede dem i at vælge passende CO ₂ og temperaturniveauer for deres undersøgelser. "

Opvarmende forudsigelser afhænger af CO ₂ emissioner, og lokale forhold – f.eks. geokemi og vegetationstype - kan påvirke CO ₂ niveauer for et givet område. Imidlertid, det er meget dyrt for individuelle forskerhold løbende at overvåge lokal og regional CO ₂ niveauer.

KAUST-teamet fokuserede på koralrevsregioner som et casestudie for deres rammer, hovedsagelig fordi deres reaktioner på globale forandringer er blevet grundigt undersøgt i de senere år. "Koralrev ses som 'kanariefuglen i kulminen' med hensyn til at afspejle virkningerne af opvarmning og havforsuring på marine livsformer, " bemærker Geraldi.

Holdet assimilerede data fra IPCC-rapporterne, sammen med detaljerede oplysninger indsamlet fra undersøgelser af koralrev rundt om i verden. De resulterende datasæt vil gøre det muligt for forskere at vælge mere nøjagtig CO ₂ forudsigelser for deres givne region på ethvert specifikt tidspunkt i de næste hundrede år. Holdet opsummerede også aktuelle usikkerheder i CO ₂ emissionsbaner og fremhævede udfordringerne ved at forudsige forskellige økosystemers og organismers følsomhed over for havets forsuring og opvarmning.

Hvis det bruges bredt, holdet forventer, at deres rammer vil udgøre et stærkt grundlag for at hjælpe med at forbedre robustheden og reproducerbarheden af ​​den voksende mængde forskning i forskellige havmiljøer.

"Styrken ved vores rammer er dens enkelhed, men dette er også en begrænsning, da både temperatur og CO ₂ variere på tværs af rum og tid, " siger Geraldi. "Under optimale forhold, forskere ville have ressourcerne til at karakterisere lokale fluktuationer i disse variabler, så eksperimenter kan efterligne lokale forhold. Ultimativt, nye undersøgelser kan komme ind i databaser og forbedre forudsigelserne yderligere. "

Holdet bemærker også, at deres rammer muligvis også kan anvendes på terrestriske og ferskvandsøkosystemer.