大量能量以波浪、潮汐和洋流的形式在海洋周圍流動，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。這種水流運動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量一小部分珊瑚礁的物理特性可以揭示整個珊瑚礁系統(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)大對這些神秘生物結(jié)構(gòu)的監(jiān)測工作，這些生物結(jié)構(gòu)在氣候變化中面臨著毀滅的風(fēng)險。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算珊瑚礁周圍的流量，因為必須使用有限的時間和昂貴的工具進(jìn)行測量，這些工具只能固定在某些位置。結(jié)果，他們不得不假設(shè)一個測量值代表整個珊瑚礁的流量。這項新工作證實了這個假設(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)研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。”
該研究的作者測試了一套電流計，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量流體動力學(xué)，范圍從大約 3 到 40 英尺，具體取決于儀器。
“對特定魚類、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影響研究非常重要。同樣重要的是，我們必須正確計算流動和湍流工作，否則我們對產(chǎn)量和鈣化的計算將不正確。”
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