VIMS建模器加入墨西哥湾死区整体预报
美国国家海洋和大气管理局资助的项目帮助完善营养减少目标
由于人类活动将过量的营养物质释放到河流、溪流和地下水中,低氧“死亡区”对全球沿海地区的海洋生物构成了越来越大的威胁。
现在,威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的助理研究科学家大卫·福雷斯特(David Forrest)为美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration)每年夏天用来预测密西西比三角洲附近形成的死区大小的6个模型“整体预测”做出了贡献。
美国国家海洋和大气管理局支持的模型预测,今年墨西哥湾的死亡区域将是“平均”的,包括面积从4633到5708平方英里(12000到14785平方公里)。这大约是康涅狄格州的大小。Forrest对12,000平方公里的预测提供了预测范围的小端,其本身包含了5800至18,300平方公里的范围,实际值将落在这些界限之间的置信度为90%。
虽然今年的墨西哥湾死亡区预计将接近自20世纪90年代以来观察到的平均大小,但这比人类影响大大扩大其范围和影响之前的研究表明的要大很多倍。死亡区影响着全国重要的商业和休闲渔业,并威胁着该地区的经济。
整体预测
就像美国国家海洋和大气管理局用来预测热带风暴可能路径的集合预报一样,死亡区预报套件提供了墨西哥湾夏季死亡区大小的可能范围,并允许建模者通过比较在不同氮负荷、天气模式和生物条件下的表现好坏来改进他们的预测。
美国国家海洋和大气管理局和其他联邦及一级机构利用这些预测来确定减少死亡区面积所需的营养减少量,并测试在广袤的密西西比河流域采取不同管理措施的有效性。
从1985年开始,路易斯安那大学海洋联盟每年都会进行一次监测调查,并于7月中旬测量死区实际大小。监测小组将在7月底或8月初公布结果。
VIMS预测模型
福雷斯特的预测是基于墨西哥湾死亡区的大小和密西西比河5月份排放的氮的平均测量负荷之间的统计相关性,在由美国国家海洋和大气管理局资助的密歇根大学、路易斯安那州立大学、路易斯安那大学海洋联盟、德克萨斯农工大学和美国地质调查局(USGS)的建模师开发的类似预测中占有重要地位。
所有的模型都依赖于美国地质调查局的营养负荷估算。这些模型还考虑了多变的天气和海洋学条件的影响,并预测这些因素可能会对死亡区域造成多达38%的影响。
福雷斯特的模型是基于2011年与德克萨斯农工大学的罗伯特·赫特兰和史蒂文·迪马科在《环境研究快报》上发表的一篇研究论文的发现。除了5月份在密西西比河测量的河流流量和氮浓度外,他们的研究还表明,墨西哥湾死亡区的大小还与6月中旬至7月中旬路易斯安那州-德克萨斯州海岸线的风速和风向有关,以及该地区自1993年以来对养分输入的日益敏感。
福雷斯特计划在今年夏天晚些时候发布一份修正后的预报,届时来自死区地区的风力数据将可用。
“我们还没有风的数据,”福雷斯特说,“所以对于目前的预测,我们使用的模型只有在这个时间点上可用的预测变量。”一旦测量得到证实,就会有更多的数据来帮助确定我们论文中提到的强迫机制。”