Акулы-метеорологи: Как морские хищники улучшают прогнозы климата океана

Климатические прогнозы зависят от данных, которых порой просто нет. Существуют удаленные районы океана, куда не могут добраться ни спутники, ни буи, и именно там, в этих водных просторах, модели дают наибольшие сбои.

Группа акул недавно продемонстрировала способность восполнять эти пробелы. Исследование, опубликованное в журнале npj Climate and Atmospheric Science, подтверждает, что эти хищники, оснащенные датчиками, улучшают прогнозирование климата океана.

Плавучие датчики

В ходе исследования, проведенного под руководством Лоры Х. Макдоннелл из Университета Майами, были помечены 18 голубых акул (tintoreras) и одна акула-мако в Северо-Западной Атлантике. Животные передали более 8200 профилей температуры и глубины.

Некоторые из этих измерений были сделаны на глубине почти 2000 метров, в слоях воды, которые традиционные приборы редко достигают. Каждое погружение становилось ценным измерением.

Точные данные

Ключом к успеху стало использование усовершенствованных меток, способных передавать не только температуру и глубину, но и точное местоположение. Таким образом, каждое измерение было привязано к конкретной точке в океане.

«Это позволило нам связать подводные условия с конкретными местами и известной точностью», — отмечает Нил Хаммершлаг, соавтор исследования и директор Фонда исследования акул.

Полевые исследования

Полевые работы проводились у побережья Кейп-Кода, штат Массачусетс, при содействии местного рыбака. Океанограф Кэмрин Браун из Вудс-Хоул способствовал этому сотрудничеству и руководил анализом данных.

Интегрировав эти данные в сезонную климатическую модель, команда обнаружила, что погрешности в прогнозировании поверхностных слоев моря значительно снизились. В некоторых регионах улучшение достигло 40% по сравнению с традиционными прогнозами.

Зоны наибольшей точности

Наиболее заметные улучшения наблюдались на континентальных шельфах и склонах – динамичных и малоизученных районах. Эти зоны имеют ключевое значение для морских экосистем и рыболовства.

Это первое исследование, которое экспериментально интегрирует данные с датчиков, переносимых животными, в сезонную климатическую модель, а также оценивает их реальное влияние на прогнозы.

Восполняя важные пробелы

В исследовании, финансируемом Cisco Systems и Центром Абесс Университета Майами, авторы описывают эту работу как проверку концепции с большим операционным потенциалом.

«Акулы перемещаются по таким районам океана, которые для нас труднодоступны для наблюдения», — отмечает Макдоннелл, ныне работающая в Океанографическом институте Вудс-Хоул. Собранные ими данные заполняют важные информационные пробелы.

Идея возникла в 2018 году благодаря сотрудничеству Хаммершлага и атмосферного учёного Бена Киртмана, нынешнего декана Школы Розенстил. Они поняли, что мечение животных может быть полезно и для климатологии.

Акулы-мако и голубые акулы естественно мигрируют к океаническим фронтам и вихрям. «Это области, где моделям обычно не хватает достаточных наблюдений», — поясняет Киртман, ведущий учёный системы прогнозирования NOAA.

Ценность информации, полученной от животных

Команда интегрировала часть собранных данных в Community Climate System Model – объединённую модель океана, атмосферы, льда и суши, которая является частью оперативной системы прогнозирования NOAA.

Затем они сравнили реальные условия с прогнозами традиционных моделей и с теми, которые включали данные от акул. Разница подтвердила ценность информации, полученной от животных.

Авторы подчёркивают, что эти датчики не заменяют классические системы наблюдения. Они функционируют как дополнительный инструмент, способный проводить измерения там, куда другие методы не добираются.

«Меченые акулы не заменят традиционные системы», — уточняет Макдоннелл. Они предоставляют наблюдения на месте, как на поверхности, так и в глубине, которые в настоящее время трудно получить.

Важность надёжности

Надёжные океанические прогнозы имеют решающее значение для управления рыболовством, морских операций и адаптации прибрежных сообществ. И они чаще всего дают сбои именно там, где морская среда меняется наиболее стремительно.

«Для рыболовства и прибрежных сообществ даже небольшие улучшения в прогнозах имеют огромное значение», — подчёркивает Браун. Снижение неопределённости помогает лучше планировать.

Области применения варьируются от цепочек поставок рыбы до планирования адаптации к изменению климата. «Эти данные также полезны для климата», — заключает Хаммершлаг.

Тысячи морских животных уже мечены в научных целях, но эти данные почти не используются для мониторинга климата. Новая работа открывает эту возможность.

Не первые в своём роде

Использование животных в качестве океанических наблюдателей не является абсолютной новинкой. С 2004 года проект MEOP задействовал более тысячи тюленей для измерения температуры и солёности полярных морей.

Эти животные достигают мест, недоступных для дрейфующих буев: подо льдом, на мелководье или плывя против течений. Именно там традиционные системы дают наибольшие сбои.

Взгляд в будущее

Международная сеть AniBOS, входящая во Всемирную систему наблюдения за океанами, преследует эту цель до 2030 года. Работа с акулами теперь добавляет важное звено в исследовании умеренных вод.

Крупные морские хищники могут стать союзниками климатической науки. Каждое погружение акулы отныне — это ещё один элемент данных для прогнозирования будущего океана.