VIMS建模器加入2016年墨西哥湾死区整体预报
连续第三年,威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的大卫·福雷斯特(David Forrest)为美国国家海洋和大气管理局(noaa)用于预测每年夏天密西西比三角洲附近形成的低氧“死亡区”的大小的多模型“集合预报”做出了贡献。
由于人类活动将多余的营养物质释放到河流、溪流和地下水中,死亡区对包括切萨皮克湾在内的全球沿海地区的海洋生物构成了越来越大的威胁。墨西哥湾的死亡区影响着全国重要的商业和休闲渔业。
美国国家海洋和大气管理局支持的模型预测,今年墨西哥湾的死区面积将约为5898平方英里,相当于康涅狄格州的面积——与过去几年的平均面积相同。
美国国家海洋管理局助理局长拉塞尔·卡伦德说:“死亡区对海湾渔业和依赖它们的社区构成了真正的威胁。”“我们将继续与我们的合作伙伴合作,推进科学以减少这种威胁。我们这样做的方法之一是使用新的工具和资源,比如更好的预测模型,为社区和企业提供更好的信息。”
美国国家海洋和大气管理局赞助的墨西哥湾缺氧预报正在改进,这是由于个别模型的进步和用于预报的模型数量的增加。基于多种模式的预报被称为集合预报,通常用于飓风和其他天气预报。
今年是美国国家海洋和大气管理局第二年使用四种模式的综合预报。四个独立模型的预测范围从5204平方英里到6823平方英里,总体预测区间为3200平方英里到8597平方英里。预报假设了典型的天气条件,而实际的死区可能会被飓风或热带风暴破坏。来自这四个模型的数据被用于确定和满足由跨部门密西西比河/墨西哥湾流域营养工作组设定的营养减少目标
VIMS预测
福雷斯特的预测——基于墨西哥湾死区大小与5月份密西西比河平均测量排放量和氮浓度之间的统计相关性——提供了预测范围的小端,为5,204平方英里(13,500平方公里)。他的预测本身包含了2,342到8,079平方英里的范围,有90%的信心,实际价值将落在这些范围内。
福雷斯特说,他的预测“比其他人的要小几百平方英里,因为我把其他一些建模者排除在外的一些热带风暴年份包括在内。”这些风暴产生的巨浪可以通过将表层氧气混合到更深的水中来减少死区状况。
福雷斯特去年的预测——预测死区面积为4344平方英里,范围在2000到6750平方英里之间——低于实际的死区面积,2015年7月下旬测量的死区面积为6471平方英里。他将这种差异归因于气候和海洋条件比长期平均水平更有利于缺氧。福雷斯特说:“大气和海洋天气会极大地影响低氧地区,使海底的氧气或多或少地混合在一起。”“我的预测不包括天气状况,因为它比调查巡航早得多。”去年的整体预测面积为5483平方英里,也略低于观测到的死亡区域。
集合预报中的其他模型是由noaa资助的建模小组和密歇根大学、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、北卡罗来纳州立大学和美国地质调查局的研究人员开发的。NOAA的缺氧预报是NOAA更大的生态预报工作的一部分,该工作支持人类健康和福祉、沿海经济以及沿海和海洋管理。
美国地质勘探局的蒸汽流量和营养数据
美国地质调查局提供了墨西哥湾缺氧预报所需的营养物径流和河流流量数据。美国地质勘探局估计,2016年5月,146,000公吨硝酸盐和20,800公吨磷沿着密西西比河和阿查法拉亚河流入墨西哥湾。这比氮的长期平均值(1980-2015)高12%,比磷的长期平均值高25%。
美国地质勘探局运行着2700多个实时流量计,60个实时硝酸盐传感器,并在整个密西西比河流域的长期站点收集水质数据,以跟踪营养负荷如何随时间变化。
内政部负责水和科学的代理副助理部长萨拉·j·赖克博士说:“通过与整个盆地的合作伙伴扩大实时硝酸盐监测网络,美国地质调查局正在提高我们对何时何地以及有多少硝酸盐从小溪和大河中流出并最终排入墨西哥湾的理解。”“预测通过显示营养负荷如何推动缺氧区的大小,将这些数据用于其他用途。”
在7月24日至8月1日期间,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的一艘船进行了监测调查,并由NOAA、北湾研究所和路易斯安那大学海洋联盟合作资助,随后将于8月初公布2016年墨西哥湾死区面积。