NOAA在伊利湖有害藻华预测中的角色与挑战

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伊利湖有害藻华预测：NOAA的角色与挑战

2024年6月27日，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）及其研究伙伴预测，今年夏天伊利湖西部将出现中度至中度以上的有害藻华（HAB）。根据预测，今年的藻华严重指数为5，范围在4.5到6之间，与去年的5.3相似。中度藻华的指数为3到5，超过5则表示更严重的HAB。2011年和2015年曾出现最严重的藻华，严重指数分别为10和10.5。HAB严重指数基于藻华高峰期30天内的生物量。NOAA的国家海洋服务主任Nicole LeBoeuf表示，了解有害藻华等危害有助于确保五大湖在蓝色经济中的地位。

NOAA在监测和预测有害藻华中的角色

NOAA在监测和预测有害藻华（HABs）方面扮演着至关重要的角色。2024年6月4日，NOAA宣布将NASA的新科学任务数据整合到其海洋颜色观测操作中。2024年2月8日，NASA发射了浮游植物、气溶胶、云和海洋生态系统（PACE）任务，该任务旨在更好地理解海洋和气候。PACE测量浮游植物的分布，并研究大气与海洋之间的关系。NOAA和NASA合作开发了从PACE数据中提取的产品，用于海洋管理工具和有害藻华预测等应用。PACE的数据有助于改进生态系统状态指标，并验证最新的气候、海洋和生态系统模型。NOAA计划在未来的GeoXO卫星系列中使用类似技术，以确保持续的数据收集。PACE的高光谱仪器提供了前所未有的海洋观察能力，有助于水资源、灾害影响、生态预测、空气质量和人类健康等领域。

有害藻华对人类和野生动物健康的影响

有害藻华（HABs）对野生动物和人类健康、沿海经济、渔业和水产养殖以及长期生态系统健康产生不利影响。即使藻华不产生毒素，也会阻挡光线进入水中，导致水中氧气减少，甚至堵塞或损害鱼鳃，可能导致鱼类或其他海洋生物死亡。HABs的毒素因藻类种类和地区而异，对野生动物和人类的影响也不同。虽然HABs是自然发生的，但由于人类影响的生态系统变化，如营养污染和极端天气，它们变得更加频繁且持续时间更长。 HABs还会导致“死区”，即由于藻类过度生长和分解消耗氧气，导致健康的海洋植物和动物无法生存的区域。2019年，墨西哥湾的死区面积达到6900平方英里，是NOAA记录中第八大死区。 HABs对人类的影响包括食用含有藻类毒素的贝类导致的疾病、空气中的HAB毒素引起的眼睛刺激和呼吸问题，甚至哮喘发作。 HABs还会对经济造成损失，如减少旅游业、关闭海滩和贝类床、以及减少休闲和商业渔业的捕捞量。专家估计，HABs每年给美国经济造成至少8200万美元的损失。 2014年，俄亥俄州超过50万人因伊利湖附近的HAB而无法获得清洁饮用水。宠物也可能因饮用或游泳在受污染的水中而受到伤害。 HABs在美国所有50个州都有报告，其发生率可能在上升。不同地区的HAB种类和影响显著不同。

藻华严重指数的重要性

2024年6月28日，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）及其研究伙伴预测，今年夏天伊利湖西部将出现中度至中度以上的有害藻华（HAB）。预计今年的藻华严重指数为5，范围在4.5至6之间，与去年的5.3相似。藻华严重指数基于藻华高峰期30天内的生物量。NOAA的预测工具帮助社区规划应对藻华，尤其是对饮用水处理厂和地方政府有重要意义。藻华由蓝藻组成，能产生对人类和野生动物有害的微囊藻毒素。NOAA正在开发工具预测藻华毒性，并提供五天的藻华移动和浓度预测。预测模型使用2013年至今的数据，改进了整体预测精度。

藻华严重指数是评估和应对HABs的重要工具。它不仅帮助科学家和政策制定者了解藻华的潜在影响，还为社区和地方政府提供了应对措施的依据。通过了解藻华的严重程度，水处理厂可以提前采取措施，确保饮用水的安全。同时，地方政府可以根据预测结果，制定相应的应急预案，减少藻华对居民生活和经济活动的影响。

NOAA用于检测和预测藻华毒性的工具和方法

2024年4月9日，NOAA渔业部门与合作伙伴共同研究了在阿拉斯加东南部预测有害藻华的最佳方法。主要研究对象是产生麻痹性贝类毒素的藻类Alexandrium catenella。研究评估了三种检测方法，发现eDNA是最早且最准确的检测方法，但需要进一步优化以提供及时的预警。研究由NOAA渔业阿拉斯加渔业科学中心领导，并与阿拉斯加海洋赠款、阿拉斯加大学费尔班克斯分校等机构合作进行。研究表明，eDNA在早期检测中具有显著优势，但现有的处理协议可能无法在可操作的时间框架内提供预警。显微镜检测虽然便宜且快速，但在某些情况下未能检测到藻类。未来的研究方向包括优化eDNA分析，减少时间和成本，并开发适用于偏远地区的技术。

NOAA正在积极开发和使用各种工具和方法来检测和预测藻华的毒性。这些工具和方法不仅提高了预测的准确性，还为早期预警提供了可能。例如，eDNA技术可以在藻华爆发前检测到藻类的存在，从而为社区和政府提供更多的准备时间。此外，NOAA还在开发基于卫星数据的预测模型，这些模型可以实时监测藻华的移动和浓度变化，为应对措施提供及时的信息。

结论

综上所述，NOAA在监测和预测有害藻华方面发挥了关键作用。通过整合NASA的科学任务数据，NOAA能够更准确地预测藻华的爆发和移动，为社区和政府提供重要的决策依据。有害藻华对人类和野生动物健康、沿海经济和生态系统健康产生了深远的影响，因此，了解和应对藻华的严重程度至关重要。藻华严重指数为评估和应对HABs提供了重要的工具，而NOAA开发的各种检测和预测方法则为早期预警和应对措施提供了可能。未来，随着技术的不断进步，我们有望更好地应对有害藻华的挑战，保护我们的水资源和生态系统。