海龟正在帮助我们预测风暴

在印度洋西南部,装有传感器的海龟正在填补科学家预测热带气旋所需的空白。
Loggerhead sea turtle
红海龟。 Deposit Photos

本文最初发表于 Hakai Magazine,这是一个关于沿海生态系统科学与社会的在线出版物。在此处阅读更多此类故事 hakaimagazine.com

即使拥有大量数据,预测热带气旋仍然很困难,它们通常在几乎没有预警的情况下出现,并在全球海洋中“醉酒般”地游荡。但五年前,现任法国可持续发展部研究主任的Olivier Bousquet,被委以预测风暴强度和路径的任务,以应对充满气旋的印度洋西南部。对更准确预测的需求非常迫切。该地区每年有九到十个气旋,而且风暴越来越强。2019年的热带气旋“伊代”在莫桑比克造成1000多人死亡,2014年的“加菲洛”在马达加斯加造成350人死亡。

与其他一些海洋区域不同——例如北美大西洋,美国国家海洋和大气管理局在那里使用天气无人机——Bousquet几乎没有数据可用。当然,有卫星可以侦察海面,但这些卫星在沿海地区有偏见,并且在风暴肆虐的云层中是盲目的。只有为数不多的漂浮海洋学浮标收集了Bousquet所需的温度、深度和盐度信息。因此,他开始寻找新的数据来源。

在过去的几十年里,科学家们一直在利用卫星标记的动物来收集海洋数据。例如,在南极洲外的南大洋——一个对人类、船只和机器人探测器来说以险恶著称的区域——南部象海豹收集了我们关于海水温度和盐度的大部分基础数据。

然而,印度洋西南部没有Bousquet可以招募的象海豹。起初,Bousquet尝试了海鸟,比如热带鸟和海鹦,但它们对于携带传感器来说太轻了。所以他转向了更坚固的帮手:红海龟和橄榄绿海龟。

这是一种坚韧的生物,可以佩戴250克的标签,每年旅行数千公里,并可靠地返回其出生的海滩。这种回巢本能使得科学家更容易恢复传感器收集到的全部数据,而不仅仅是海龟在外面活动时通过有限带宽发送到卫星的摘要。

海龟是另一个原因的绝佳选择。驱动热带气旋能量的主要来源是海水。要预测风暴是否会增强,你需要了解近海面以下大约25到200米深处的水温情况。海龟大部分时间都花在这个深度层,所以它们提供的信息对于热带气旋预测来说是完美的。

此外,标记的海龟还可以通过为科学家提供一种校准海洋模型和卫星数据的方法来帮助气候研究。此外,海龟花大量时间在巨大的海洋涡旋中觅食——这是一个科学家们渴望了解更多的海洋学特征。Bousquet说,如果长期收集大量海龟数据,可以帮助科学家以非常高的分辨率看到海洋结构随时间的如何变化。

生物学家们也对这个项目感到兴奋。温度、深度和位置数据将为他们提供对海龟环境、潜水行为和移动的新视角。

因此,从2019年1月开始,Bousquet与位于留尼汪岛(一个位于马达加斯加以东约950公里的法国岛屿)的海洋生物保护中心Kélonia的生物学家合作,释放了15只被标记的海龟。所有这些海龟都是意外被渔民捕获并得到康复的。

第一只出海的海龟是Ilona,这是一只红海龟,由捕获她的渔民命名。Bousquet如愿以偿,在几周内,Ilona的标签每天向卫星报告20到50次。然而,当Ilona到达马达加斯加时,它的轨迹就停止了。Bousquet联系了一个当地的非政府组织进行调查。他们找到了仍然在广播信号的标签……它粘在一个空壳上。

Ilona被吃掉了。

“我们非常震惊,”Bousquet说。但Ilona这三周的旅程产生了大量数据。

当Bousquet和他的同事们发布初步结果后,突然间所有人都想加入。法国国家空间研究中心、欧盟的Interreg海洋研究项目以及留尼汪大学等机构都纷纷加入。Bousquet的项目被称为STORM(海龟海洋研究与监测),拥有二十多个合作伙伴——以及更多的海龟。在全球风暴肆虐的热带地区工作的科学家们联系了Bousquet,希望能在他们所在的地区复制该项目。

澳大利亚悉尼海洋科学研究所的生物学家Clive McMahon是利用动物收集海洋学数据领域的领导者之一,他最近在一个“完全受到[Bousquet]工作的启发”的项目中标记了20只橄榄绿海龟。“STORM,”他说,“非常清晰地表明,海龟能够收集这些关键的海洋观测数据,以便预测风暴。”

今年,STORM继续发展。在1月至3月期间,Bousquet的团队在印度洋西南部10个地点释放了80只被标记的海龟。有些是按计划释放的康复海龟。另一些是晚上在海滩上产卵后被捕获的雌性——尽管“捕获”可能有点夸大其词。这个过程包括生物学家用一个盒子围住海龟,将其标签环氧粘合在背部,并采集血液样本。五分钟后,盒子被移除,海龟就离开了。

Bousquet说,到目前为止,有几只海龟被风暴困住了。海龟的轨迹显示它们停止了游泳,等待风暴过去,然后继续以前的活动。有一次,一个气旋经过了一只海龟,然后风暴掉头再次经过它。这只海龟安然无恙。

Bousquet说,来自气旋中心的数据非常有价值,“每个气旋都是不同的”。但要获得这些数据,研究人员必须在风暴来临前两到三周完美地安排海龟的释放时间。他们只差几天就错过了几个风暴。“我们需要一点运气,”Bousquet说。

 

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