В недавно завершенном исследовании, сравнивающем данные, собранные в сезон красных приливов 2012 года, которые были особенно надежными по сравнению с сезоном 2013 года, который не был, ученые обнаружили, что прибрежная океаническая циркуляция на континентальном шельфе Западной Флориды в значительной степени зависит от Петлевое течение в Мексиканском заливе — было определяющим фактором в сильно различающихся проявлениях красных приливов. Их статья с описанием этого исследования была недавно опубликована в журнале Continental Shelf Research.K. brevis создает токсин, угрожающий здоровью организма. В годы наихудших вспышек "красный прилив" несет ответственность за миллионы долларов убытков в индустрии моллюсков, рыбы, отдыха и туризма.
Токсины красных приливов, попадающие в пищевую сеть, могут передаваться другим формам жизни, от крошечного зоопланктона до птиц, рыб, водных млекопитающих и людей. Токсины также могут вдыхаться, вызывая респираторный дистресс.
Хотя красный прилив происходит естественным образом в Мексиканском заливе, важно знать, когда и где может возникнуть угроза красного прилива и как он может развиваться вдоль побережья. Разрабатывается ряд инструментов прогнозирования для исследования этого природного явления, имеющего как биологические, так и физические аспекты.«Экология прибрежных океанов — это не просто биология», — сказал ведущий автор исследования Роберт Вайсберг, заслуженный профессор физической океанографии в Колледже морских наук USF. «Он объединяет все процессы, ответственные за успех организма, и требует системного научного подхода для его понимания, дополненного наблюдениями и скоординированными моделями. Наблюдения должны включать в себя различные датчики и системы развертывания, потому что ни один метод наблюдения не является адекватным для описания трех основных трех факторов, лежащих в основе красного прилива. -мерные процессы ".
Вайсберг вместе с соавторами исследования Джоном Уолшем, заслуженным профессором биологической океанографии университета, а также их научными сотрудниками и коллегами из USF и соседнего Флоридского института водных исследований, разработали инструменты для наблюдения, отслеживания и прогнозирования красных приливов с использованием комбинации заякоренных приборы, роботизированные планеры, спутниковые снимки и компьютерные модели. По словам Вайсберга, хотя биология и химия контролируют рост цветков, именно циркуляция океана объединяет питательные вещества с солнечным светом для облегчения фотосинтеза. Циркуляция океана также переносит морские цветы к побережью.
Если условия циркуляции неправильные, то красный прилив не будет ни цвести, ни проявляться вдоль береговой линии.В этом исследовании упрощающим фактором было петлевое течение в Мексиканском заливе. Когда петлевое течение взаимодействует со склоном шельфа возле Dry Tortugas, оно может привести в движение весь шельф, принося на шельф новые питательные вещества из глубин океана. Эта последовательность событий подавляет красный прилив, благоприятствуя другому, более быстрорастущему фитопланктону (микроскопические морские растения).
По большому счету, положение петлевого течения весной и в начале лета позволяет предсказать условия осеннего красного прилива.Как изменились условия: от сильного красного прилива в 2012 году до почти полного отсутствия события в 2013 году?
«Как показали ежемесячные снимки высоты поверхности моря по спутниковым снимкам и другим оценкам, Петлевое течение с конца зимы до лета 2012 года располагалось к западу от склона шельфа в более глубоких водах», — пояснил Вайсберг. «В отличие от этого, Кольцевое течение было в непосредственной близости от склона шельфа возле Сухого Тортугаса до осеннего сезона 2013 года. В результате в 2012 году наблюдался сильный красный прилив, а в 2013 — нет».
Как задокументировано Комиссией по сохранению рыбы и дикой природы Флориды, цветение в 2012 году привело к гибели 293 находящихся под угрозой исчезновения ламантинов Флориды, что является наибольшим числом смертей ламантинов, связанных с красным приливом, зарегистрированным от одного цветения.«Это исследование подтвердило, что физика океанической циркуляции и биология K. brevis одинаково важны и что как немедленное, так и краткосрочное прогнозирование может быть достигнуто с использованием комбинации моделей циркуляции, поддерживаемых наблюдениями in situ физических, биологических и химических переменных и спутниковыми изображениями», заключили исследователи.