卫星遥感珊瑚礁白化概述

珊瑚礁白化是由于珊瑚失去体内共生的虫黄藻或者共生的虫黄藻失去体内色素而导致五彩缤纷的珊瑚礁变白的现象,严重的白化可以带来珊瑚礁的死亡。国内外研究表明海水温度升高和珊瑚礁白化关系最为紧密。卫星遥感能够提供大范围、同步与连续的海洋数据,如海水表层温度和海色数据,从而能够及时监测和预测珊瑚礁的白化。基于AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer),NOAA(National Oceanicand Atmospheric Administration,US)开发了全球监测珊瑚礁白化的方法,热点(HotSpot)和周热度(DHW)两种主要指数。目前,我国珊瑚礁白化现象的监测和研究明显滞后于国际动态,迫切需要发展和利用卫星遥感的方法监测南海珊瑚礁白化状况。

基于西沙群岛虚拟站的珊瑚礁白化监测分析

受全球变暖和人类活动的影响,珊瑚礁白化现象愈发严重,温度是影响珊瑚生长发育的主要因素之一。美国国家海洋和大气管理局基于海表温度开发了珊瑚礁白化监测产品,以此估算全球珊瑚礁白化程度并进行白化预警。根据2013—2016年西沙群岛虚拟站的海表温度,对该站周围海域的珊瑚礁进行白化监测分析。结果表明,西沙群岛站附近的珊瑚可能正在经历珊瑚白化甚至死亡,其中2014年海表温度异常情况最为严重,珊瑚礁白化可能性极大。

1985–2019年南海诸岛珊瑚礁区热压力时空变化研究分析

全球气候变暖引起的热压力增大是南海诸岛珊瑚礁面临的最主要威胁,基于热压力对珊瑚礁白化的评估有利于对其保护和管理。周热度(Degree Heating Week,DHW)可以衡量热压力的强度和持续时间,代表过去连续12周珊瑚礁区海表温度(SST)正异常的累积。本文基于美国国家海洋和大气管理珊瑚礁监测计划(National Oceanic and Atmospheric Administration-Coral Reef Watch,NOAACRW)海表温度数据集,逐像元对35个年最大周热度数值进行K-means聚类分析,将南海诸岛珊瑚礁区分为6个区域:南沙–1、南沙–2、南沙–3、东沙、西沙和中沙珊瑚礁区。分析南海诸岛珊瑚礁区1985–2019年热压力时空变化及其与El Ni?o的相关关系。结果表明:(1)南海诸岛珊瑚礁区最大DHW为0~12.9℃-周,纬度上由高到低呈现减小变化规律。(2)线性拟合法分析1985–2019年的年最大DHW,显示南海诸岛珊瑚礁区热压力强度呈现上升趋势,为0.013~0.174℃-周/a,南海诸岛珊瑚礁区最大DHW出现在1998年、2010年、2014年。(3)年最大DHW可能造成93.9%的珊瑚礁发生超过一次白化的风险,19.6%的珊瑚礁发生超过一次死亡的风险。(4)南海诸岛珊瑚礁区的月均DHW和ONI交叉小波分析显示两者存在多时段8~32个月共振周期的时频特征和时滞相关性,证实南海诸岛珊瑚礁热压力随着厄尔尼诺事件发生而显著增大;时滞相关分析表明,ONI与南海诸岛珊瑚礁区热压力呈正相关关系,后者滞后于前者7~9个月的时间。

基于SST的珊瑚礁白化监测技术综述

受全球气候变暖的影响,珊瑚礁白化现象越来越严重,全球约1/3的珊瑚处于灭绝边缘。海水温度异常是影响珊瑚礁白化以至于死亡的重要原因。美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)基于海表温度(sea surface temperature,SST)开发了珊瑚礁白化监测产品,目前已有50 km和5 km这2种空间分辨率的产品,用以估算全球珊瑚礁白化程度并进行白化预警。在回顾珊瑚礁白化研究现状的基础上,介绍了NOAA发布的珊瑚礁白化监测数据产品及算法,并基于5 km空间分辨率的数据产品对我国南海区域进行珊瑚礁白化监测的实例研究分析,发现2015年6月份南海部分区域可能已发生珊瑚礁白化,强调开展适合我国珊瑚礁白化预警方法研究的必要性和迫切性,并为相关研究提供了技术参考。