探究威胁珊瑚礁的隐藏热浪

2019年4月至5月，南太平洋中部法属波利尼西亚莫雷阿岛附近的珊瑚礁遭受了严重且长时间的热白化。尽管当年没有出现厄尔尼诺现象，但灾难还是发生了，这引起了全世界海洋科学家的兴趣。

由香港科技大学海洋科学系AlexWyatt教授领导的国际研究团队调查了这一令人惊讶且自相矛盾的珊瑚白化事件。这一意外事件与反气旋涡流的通过有关，该涡流使海平面升高并使热水集中在珊瑚礁上，导致水下海洋热浪在很大程度上隐藏在水面视野之外。研究结果已发表在《自然通讯》上。

大多数关于珊瑚白化模式的研究都依赖于海面水温测量，这无法全面了解海洋变暖对海洋生态系统(包括热带珊瑚礁)的威胁。这些用卫星在广阔区域进行的表面测量很有价值，但无法检测到影响生活在比海洋最浅几米更深的水域的社区的地表以下的热量。

Wyatt教授及其同事分析了2005年至2019年15年间在莫雷阿岛收集的数据，利用了遥感海面温度与高分辨率、长期现场温度和海平面异常的罕见组合。结果表明，开阔海域中经过该岛的反气旋涡流使海平面升高，并将内部波浪推入更深的水中。内波沿着海洋温暖表层和下方较冷层之间的界面传播，并且在之前由怀亚特教授领导的一项研究中，已被证明可以使珊瑚礁栖息地频繁降温。

目前的研究表明，由于反气旋，内波冷却在2019年初以及一些较早的热浪期间被关闭。这导致珊瑚礁意外升温，进而导致大规模珊瑚白化和随后的死亡。不幸的是，对于当地珊瑚礁的生物多样性而言，2019年大量珊瑚死亡抵消了过去十年莫雷阿岛周围珊瑚群落的恢复。

与2019年的热浪形成对比的一个值得注意的观察结果是，尽管盛行的超级厄尔尼诺现象带来了温暖的环境并摧毁了全球许多浅水珊瑚礁，但莫雷阿岛的珊瑚礁在2016年并未出现显着的白化死亡。新研究表明收集温度数据的重要性跨越珊瑚礁占据的深度范围，因为仅关注表面条件可能会失去预测珊瑚白化的能力。海面温度数据预测莫雷阿岛2016年和2019年将出现中度白化。然而，直接观察表明，2016年只有生态上不显着的白化，加热持续时间短且仅限于浅层。如果研究人员只能获得海面温度数据，那么2019年严重且持续时间较长的海洋热浪可能会被忽视，而由此导致的灾难性珊瑚白化可能被错误地归因于加热以外的原因。

“目前的研究强调需要考虑与受威胁的生态系统相关的深度环境动态，包括由于水下海洋天气事件的通过而产生的环境动态。这种分析依赖于跨海洋深度测量的长期现场数据，但这样的数据普遍缺乏，”怀亚特教授说。“我们的论文为在不断变化的海洋动力学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示例。”

这项由香港科技大学牵头的研究是与来自加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所、加州大学圣巴巴拉分校、加州州立大学北桥分校和佛罗里达州立大学的科学家团队合作进行的。这项研究的基础数据是通过在莫雷阿珊瑚礁长期生态研究(LTER)站点进行的长期物理和生态观测相结合而成为可能的。在这里进行的长期分析，以及对岛屿和沿海海洋社区全方位深度的物理条件和生物动态的同步监测，是未来旨在保护海洋中脆弱生物资源的研究的典范。