大量能量以波浪、潮汐和洋流的形式在海洋周圍流動(dòng)，最終影響海岸，包括為 5 億多人提供食物、收入和海岸保護(hù)的珊瑚礁。這種水流運(yùn)動(dòng)是珊瑚礁成功的基礎(chǔ)，帶來養(yǎng)分和食物并清除廢物，但與這些生物群落的生物學(xué)相比，對(duì)物理學(xué)的研究要少得多。
斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們最近通過證明使用單一儀器測(cè)量一小部分珊瑚礁的物理特性可以揭示整個(gè)珊瑚礁系統(tǒng)健康狀況的見解，從而解決了這種不平衡問題。研究結(jié)果指出，可以采用低成本方法來擴(kuò)大對(duì)這些神秘生物結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)工作，這些生物結(jié)構(gòu)在氣候變化中面臨著毀滅的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果發(fā)表在12 月 14 日的《地球物理研究雜志：海洋》上。
“這種方法就像為珊瑚礁建造一個(gè)氣象站，”主要研究作者、土木與環(huán)境工程博士生瑪?shù)贍柕?middot;林德哈特 (Mathilde Lindhart) 說。“如果我們周圍有幾個(gè)氣象站，我們就可以確定珊瑚礁上各處的天氣。”
有限的資源
幾十年來，海洋科學(xué)家經(jīng)常依靠單一儀器來計(jì)算珊瑚礁周圍的流量，因?yàn)楸仨毷褂糜邢薜臅r(shí)間和昂貴的工具進(jìn)行測(cè)量，這些工具只能固定在某些位置。結(jié)果，他們不得不假設(shè)一個(gè)測(cè)量值代表整個(gè)珊瑚礁的流量。這項(xiàng)新工作證實(shí)了這個(gè)假設(shè)是正確的，為之前收集的數(shù)據(jù)帶來了新的可信度。
“復(fù)制是我們信任科學(xué)能力的基礎(chǔ)，”該研究的資深作者、斯坦福大學(xué)地球、能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院(Stanford Earth)地球系統(tǒng)科學(xué)教授Rob Dunbar說。“我們的結(jié)果為其他珊瑚礁物理學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”
該研究的作者測(cè)試了一套電流計(jì)，它們發(fā)出聲波，這些聲波從水流和懸浮顆粒(包括沉積物和浮游生物)中散射出來，然后以轉(zhuǎn)換為流速的頻率變化返回。他們以不同的分辨率測(cè)量流體動(dòng)力學(xué)，范圍從大約 3 到 40 英尺，具體取決于儀器。
“對(duì)特定魚類、珊瑚或其他生物進(jìn)行研究的海洋生物學(xué)家需要測(cè)量流量，”該研究的合著者、地球系統(tǒng)科學(xué)博士生 Alexy Khrizman 說。“知道儀器的選擇不會(huì)影響研究非常重要。同樣重要的是，我們必須正確計(jì)算流動(dòng)和湍流工作，否則我們對(duì)產(chǎn)量和鈣化的計(jì)算將不正確。”
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