Исследование, первое, в котором был применен новый способ масштабирования моделей глобального климата для Чесапикского залива, было проведено учеными и коллегами Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Он опубликован в журнале GeoHealth Американского геофизического союза.
Вибрионогенные бактерии встречаются в природе в Чесапикском заливе, а также в прибрежных и устьевых водах по всему миру. Около дюжины разновидностей вибрионов могут вызывать у человека болезнь, известную как вибриоз. Два наиболее распространенных вида, вызывающих болезни человека в Соединенных Штатах, Vibrio parahaemolyticus и Vibrio vulnificus, встречаются в Чесапикском заливе.
Их численность зависит от температуры воды, солености и других факторов окружающей среды. Третий вид, Vibrio cholerae, также встречается в Чесапикском заливе, но не связан с эпидемиями холеры, хотя, как и другие виды Vibrio, иногда может вызывать болезни у людей, которые едят зараженных моллюсков, таких как устрицы.
Исследователи использовали четыре различные модели глобального климата и данные из восьми мест в заливе и его притоках и вокруг них, чтобы спрогнозировать, как повышение температуры и изменение притока пресной воды могут повлиять на три бактерии Vibrio в заливе и его популяции устриц к концу этого столетия. Полученные данные показали существенное увеличение встречаемости, распространения и продолжительности сезона V. vulnificus и V. parahaemolyticus в будущем, а также увеличение благоприятной среды обитания для V. cholerae, хотя это было ограничено районами залива с низкой соленостью.«Недавние исследования, проведенные в других частях мира, показали, что потепление, вызванное изменением климата, привело к более благоприятным условиям для вспышек заболеваний, связанных с вибрионами», — сказала ведущий автор Барбара Мюлинг, ранее работавшая в Лаборатории геофизической гидродинамики NOAA в Принстонском университете, а в настоящее время в Кооперативном институте морских экосистем и климата (CIMEC) в Калифорнии. «Существует относительно немного исследований, подобных нашему, которые используют прогнозы климатических моделей класса IPCC для изучения риска появления и появления будущих видов Vibrio в новых районах или темпов заражения людей».
МГЭИК, Межправительственная группа экспертов по изменению климата, является международным органом, который рассматривает и оценивает самую последнюю научную, техническую и социально-экономическую информацию, произведенную во всем мире и имеющую отношение к пониманию изменения климата. CIMEC — это партнерство по исследованию океана, климата и экосистем между NOAA и несколькими университетами Калифорнии.«Мы использовали Vibrio, учитывая его потенциальное влияние на Чесапикский залив, в качестве первого тематического исследования для этой новой схемы масштабирования», — сказал Винсент Саба, исследователь рыболовства NOAA, который работает с глобальными климатическими моделями высокого разрешения в Лаборатории геофизической гидродинамики NOAA в Принстоне. , Штат Нью-Джерси, и является соавтором исследования. «Людям интересно знать, что может произойти на их собственном заднем дворе, поэтому это было отличным применением разработанной нами схемы масштабирования.
Другие виды можно изучать с помощью этого же метода, где важными факторами являются температура в устье, соленость и речной сток. "Лабораторные эксперименты показывают, что оптимальные температуры для видов вибрионов составляют от 37 до 39 градусов C, или от 98,6 до 102,2 градусов по Фаренгейту, что намного выше, чем нынешние условия в Чесапикском заливе.Все три штамма Vibrio теперь встречаются чаще и в больших количествах в теплые месяцы года, когда температура воды также выше. У каждого штамма или вида, по-видимому, есть свой диапазон солености, а это означает, что вибрионы могут потенциально увеличиваться только тогда, когда другие факторы окружающей среды являются или становятся благоприятными в определенной области в заливе.«Я был немного удивлен тем, насколько важна соленость для прогнозов», — сказал Мюлинг, который работает в CIMEC в Калифорнийском университете в Санта-Круз. «В то время как более теплые воды, как правило, более благоприятны для вибрионов, соленость может определять вероятные местоположения будущих горячих точек.
В результате прогнозируемый рост V. cholerae был намного ниже и более пространственно ограничен, чем для двух других видов вибрионов, на которые мы смотрели в."Риск заболевания вибрионом уже существует в Чесапикском заливе. Об этом знают менеджеры по охране окружающей среды и ресурсов, а также многие местные жители и потребители моллюсков. Некоторые меры, направленные на снижение риска заболеваний, связанных с вибрионами, от собранных устриц уже приняты.
Например, в теплое время года устрицы должны быть охлаждены к определенному времени суток после сбора. Поскольку температура продолжает нагреваться, может потребоваться отрегулировать это установленное время дня, чтобы устрицы оставались безопасными для употребления в пищу. Возможно, потребуется продлить месяцы года, когда применяются эти правила.«Наши результаты показывают необходимость в моделях воздействия климата на вибрионы в устьях рек», — сказал Мюлинг. «Экономические издержки, связанные с вибрионами в Чесапикском заливе, такие как возникновение заболеваний или меры по адаптации к изменяющимся условиям, могут возрасти при изменении климата.
Это имеет последствия для рекреационного и коммерческого использования этой экосистемы».Поскольку многие виды коммерческого и любительского рыболовства используют эстуарии в течение своего жизненного цикла, к ним также можно применить уменьшенную схему климата, используемую на Vibrio. «Наши следующие шаги будут заключаться в изучении воздействия изменения климата на такие виды, как синие крабы, полосатый окунь, черный морской окунь или речная сельдь, и применение концепции к другим эстуариям на северо-востоке, таким как залив Делавэр и пролив Лонг-Айленд, "Саба сказал. «Мы также хотели бы изучить возможности прогнозирования и то, как их можно использовать для информирования управления рыболовством».