精度提至1公里！NOAA升級(jí)馬尾藻風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系 | 海潮天下·前沿

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每年春末到夏季，加勒比海和熱帶大西洋都會(huì)進(jìn)入一個(gè)特殊時(shí)期。海面上大面積漂浮的褐色海藻開(kāi)始聚集、擴(kuò)張，并隨著洋流和風(fēng)場(chǎng)緩慢移動(dòng)。它們有時(shí)會(huì)像一層漂浮的毯子，從數(shù)十公里一直延伸到衛(wèi)星影像的視野邊緣；而一旦靠近海岸，這些海藻又會(huì)迅速改變海灘、港灣和近岸生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)。

這類(lèi)海藻叫馬尾藻（Sargassum）。過(guò)去十幾年里，它已經(jīng)從一類(lèi)相對(duì)普通的遠(yuǎn)洋漂浮藻類(lèi)，演變?yōu)檎麄€(gè)大西洋海洋生態(tài)研究中的核心議題之一。

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▲上圖：加勒比海圣馬丁島（波多黎各以東）的一處海灘，沙灘上堆積了大量馬尾藻。圖片來(lái)源：美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局大西洋海洋學(xué)與氣象實(shí)驗(yàn)室（NOAA AOML）

海潮天下（Marine Biodiversity）小編注意到，近日，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）宣布正式啟用新的馬尾藻風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。跟此前偏重科研用途的衛(wèi)星監(jiān)測(cè)不同的是，這一系統(tǒng)開(kāi)始直接面向沿海管理和公共預(yù)警，能夠?qū)釒Т笪餮蟆⒓永毡群Ｒ约懊绹?guó)部分沿岸地區(qū)提供“每日更新”的海藻登陸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。其核心目標(biāo)并不是簡(jiǎn)單告訴人們“海上有多少海藻”，而是判斷這些漂浮藻團(tuán)究竟會(huì)不會(huì)在未來(lái)幾天被推上海岸。

這一變化背后，其實(shí)反映出國(guó)際海洋研究領(lǐng)域?qū)︸R尾藻問(wèn)題認(rèn)知的明顯轉(zhuǎn)向。

(圖文無(wú)關(guān))▲上圖：疑似馬尾藻（Sargassum）殘?bào)w，被沖上沙灘。可以看到它主軸—側(cè)枝分層結(jié)構(gòu)，分枝呈反復(fù)二叉或羽狀展開(kāi)，這是典型的褐藻綱馬尾藻屬形態(tài)。分叉的枝條上長(zhǎng)有許多微小的、圓形的球狀結(jié)構(gòu)，這些就是馬尾藻標(biāo)志性的氣囊（pneumatocysts）。攝影 ?海潮天下（Marine Biodiversity）

傳統(tǒng)意義上的馬尾藻，本來(lái)長(zhǎng)期生活于開(kāi)放海域。它們不像許多海藻那樣附著在海底，而是能夠依靠?jī)?nèi)部充滿氣體的小囊漂浮在海面。北大西洋中的“馬尾藻海”（Sargasso Sea）甚至因此得名。在正常情況下，這類(lèi)漂浮海藻本身并非災(zāi)害。相反，它還是許多魚(yú)類(lèi)、海龜和無(wú)脊椎動(dòng)物的重要棲息環(huán)境。

真正改變局面的，是2011年前后形成的“大西洋馬尾藻帶”（Great Atlantic Sargassum Belt）。

上圖：馬尾藻在海面綿延數(shù)英里。這些漂浮的海藻團(tuán)塊，在墨西哥灣暖流帶來(lái)的強(qiáng)風(fēng)和海浪作用下聚集在一起，形成長(zhǎng)長(zhǎng)的帶狀分布。照片由美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）的海洋探索項(xiàng)目于2002年8月9日拍攝。

▲馬尾藻是一種常見(jiàn)的漂浮海藻，自2011年以來(lái)，其大量涌入熱帶大西洋及加勒比海沿岸，對(duì)當(dāng)?shù)睾０毒€造成了明顯影響。這些海藻漂浮在海面上，能夠在開(kāi)闊大洋中匯聚成巨大的藻墊。圖片來(lái)源：美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)顯示，這條巨型漂浮藻帶如今已經(jīng)可以橫跨數(shù)千公里，從西非外海一路延伸到加勒比海和墨西哥灣。部分年份，其生物量達(dá)到數(shù)千萬(wàn)噸級(jí)別。相比歷史背景水平，它已經(jīng)不再是季節(jié)性的小規(guī)模波動(dòng)，而是一種長(zhǎng)期持續(xù)的大尺度海洋現(xiàn)象。

NOAA此次上線的新系統(tǒng)，本質(zhì)上是把“海藻存在”與“海岸影響”分離開(kāi)來(lái)處理。因?yàn)閺墓芾斫嵌瓤矗Ｃ嫔系鸟R尾藻數(shù)量，并不等于海岸風(fēng)險(xiǎn)。真正決定一片海灘是否會(huì)在數(shù)日后被海藻覆蓋的，往往是風(fēng)向、浪場(chǎng)、近岸流以及局地海岸地形。

同樣規(guī)模的藻團(tuán)，在不同氣象條件下，可能出現(xiàn)完全不同的結(jié)果。有時(shí)它們會(huì)停留在離岸海域；有時(shí)則會(huì)在短時(shí)間內(nèi)集中、堆積到狹窄海灣。過(guò)去沿海社區(qū)經(jīng)常面臨的問(wèn)題是，即便衛(wèi)星已經(jīng)看到大量海藻，人們?nèi)匀粺o(wú)法判斷它們究竟會(huì)不會(huì)登陸。

(圖文無(wú)關(guān))▲上圖：疑似馬尾藻（Sargassum）殘?bào)w，被沖上沙灘。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

新的風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)，試圖解決的正是這個(gè)問(wèn)題。

根據(jù)NOAA公布的信息，該系統(tǒng)綜合使用了衛(wèi)星遙感、海表流場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)以及海岸輸運(yùn)模型，對(duì)未來(lái)幾天的“登陸概率”進(jìn)行動(dòng)態(tài)估算。它每天更新，并以地圖形式顯示不同海岸區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。這意味著，海灘管理部門(mén)、旅游業(yè)、港口運(yùn)營(yíng)方乃至公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)，都能夠獲得更接近實(shí)際影響的信息，而不僅僅是遙感圖像本身。

之所以需要如此高頻率的更新，是因?yàn)轳R尾藻的近岸輸運(yùn)變化非常快。熱帶海域中的風(fēng)場(chǎng)調(diào)整，往往會(huì)在24小時(shí)內(nèi)顯著改變漂浮帶的位置。尤其在颶風(fēng)季節(jié)前后，局部海況甚至?xí)尨竺娣e海藻在數(shù)天內(nèi)突然集中登陸。

原來(lái)只能看一周趨勢(shì)，現(xiàn)在每天更新，能看未來(lái)幾天的風(fēng)險(xiǎn)（概率分級(jí)）。不過(guò)，NOAA自己一直強(qiáng)調(diào)這是實(shí)驗(yàn)性、參考性工具，不是官方精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，沒(méi)法精確預(yù)報(bào)某一片馬尾藻具體哪天、幾點(diǎn)、在哪段海灘上岸。從精度來(lái)看，能精細(xì)到單個(gè)海灘級(jí)別，而不是整片大區(qū)。研究里馬尾藻斑塊的衛(wèi)星識(shí)別準(zhǔn)確率大概90%左右，小斑塊也能看見(jiàn)了。

（圖文無(wú)關(guān)）▲2023年3月，在一次GO-SHIP科研航行期間，大西洋海面上出現(xiàn)的一片大型馬尾藻墊。圖片來(lái)源：伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institute）

【為什么要監(jiān)控馬尾藻？】

真正令科學(xué)界持續(xù)關(guān)注的，其實(shí)還不是海藻本身，而是它背后的海洋變化機(jī)制。

目前主流研究認(rèn)為，大西洋馬尾藻長(zhǎng)期擴(kuò)張，很可能與多種因素共同作用有關(guān)。其中包括海表溫度持續(xù)升高、亞馬遜流域營(yíng)養(yǎng)鹽輸入增加、西非沿岸上升流變化，以及大尺度海洋環(huán)流異常。換句話說(shuō)，這并不是一個(gè)單純的“海藻變多”問(wèn)題，而可能涉及整個(gè)熱帶大西洋生物地球化學(xué)循環(huán)的變化。

一些研究團(tuán)隊(duì)甚至開(kāi)始使用“穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換”（regime shift）來(lái)描述這種趨勢(shì)。他們認(rèn)為，大西洋生態(tài)系統(tǒng)或許正在進(jìn)入一種新的背景狀態(tài)：漂浮大型藻華不再是偶發(fā)事件，而成為長(zhǎng)期存在的組成部分。

所謂，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換（regime shift），是指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在外界壓力或內(nèi)部反饋累積到一定閾值后，突然從一種相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N性質(zhì)明顯不同且同樣穩(wěn)定的新?tīng)顟B(tài)的過(guò)程。這種變化通常不是線性漸變，它帶有“臨界點(diǎn)”特征：系統(tǒng)在接近閾值時(shí)可能表現(xiàn)出較強(qiáng)的韌性，但一旦跨越閾值，反饋機(jī)制會(huì)迅速重組，使系統(tǒng)難以自然恢復(fù)到原先狀態(tài)。比如說(shuō)一個(gè)湖泊從清澈富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為藻類(lèi)主導(dǎo)的渾濁狀態(tài)、珊瑚礁退化為海藻主導(dǎo)的體系，都是典型案例。在這一框架下，關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期重排的反饋機(jī)制與閾值條件。

當(dāng)然了，從生態(tài)角度看，馬尾藻并非只有負(fù)面影響。遠(yuǎn)洋漂浮藻團(tuán)就跟“浮動(dòng)濕地”一樣，可以提升局部生物多樣性，給幼體魚(yú)類(lèi)提供庇護(hù)環(huán)境。

▲NOAA已將馬尾藻正式劃定為多種海洋生物的“基本魚(yú)類(lèi)棲息地”，其中包括灰板機(jī)鲀、琥珀魚(yú)以及鲯鰍等重要經(jīng)濟(jì)魚(yú)種。這些漁業(yè)資源目前由南大西洋、墨西哥灣及加勒比海地區(qū)的區(qū)域漁業(yè)管理委員會(huì)共同負(fù)責(zé)監(jiān)管。雖然“基本魚(yú)類(lèi)棲息地”這一屬性本身并不直接限制商業(yè)捕撈，但對(duì)于任何涉及此類(lèi)海域且可能對(duì)棲息地造成影響的聯(lián)邦活動(dòng)，法律均要求必須進(jìn)行相關(guān)的咨詢與評(píng)估流程。圖源：NOAA

比如海潮天下（Marine Biodiversity）曾經(jīng)在《馬尾藻海（薩加索海）可能成為BBNJ協(xié)定生效后第一批公海保護(hù)區(qū)》提到的這個(gè)：

▲薩加索海位于大西洋中心，是全球唯一沒(méi)有陸地邊界的海洋。這里是一幅馬尾藻及其關(guān)聯(lián)海洋生物的插圖，畫(huà)面中包括魚(yú)類(lèi)、海龜、鳥(niǎo)類(lèi)和海洋哺乳動(dòng)物。馬尾藻是一類(lèi)大型褐藻，在開(kāi)闊的大洋表面形成了一個(gè)獨(dú)特且高產(chǎn)的漂浮生態(tài)系統(tǒng)。圖源：NOAA

但，當(dāng)馬尾藻大規(guī)模進(jìn)入近岸淺水區(qū)后，問(wèn)題就會(huì)迅速出現(xiàn)。

堆積和腐爛過(guò)程會(huì)消耗水體氧氣，并釋放硫化氫等氣體；部分海岸因此出現(xiàn)近岸缺氧、魚(yú)類(lèi)死亡以及空氣質(zhì)量下降等現(xiàn)象。對(duì)于加勒比地區(qū)的一些旅游海岸而言，清理馬尾藻已經(jīng)成為年度性的財(cái)政支出。

也正因?yàn)槿绱耍琋OAA這次推出的升級(jí)系統(tǒng)，實(shí)際上代表著一個(gè)重要變化，馬尾藻問(wèn)題正在從科研監(jiān)測(cè)階段，逐步進(jìn)入常態(tài)化海岸風(fēng)險(xiǎn)管理階段。

過(guò)去，人們更關(guān)心的是“為什么會(huì)形成巨型馬尾藻帶”；而現(xiàn)在，一個(gè)越來(lái)越現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題是，如果這種現(xiàn)象未來(lái)長(zhǎng)期存在，人類(lèi)沿海系統(tǒng)應(yīng)該如何持續(xù)應(yīng)對(duì)？對(duì)于海洋科學(xué)來(lái)說(shuō)，這或許意味著另一種意義上的轉(zhuǎn)折。大型海藻暴發(fā)正在被重新定義——可能成為全球變化背景下海洋新?tīng)顟B(tài)的一部分。

【具體案例：2026年5月21日的情況】

接下來(lái)，我們來(lái)看一個(gè)它這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際的近日監(jiān)測(cè)情況。

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馬尾藻海（薩加索海）可能成為BBNJ協(xié)定生效后第一批公海保護(hù)區(qū)

▲上圖：這是NOAA大西洋海洋學(xué)與氣象實(shí)驗(yàn)室（AOML）發(fā)布的馬尾藻風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。感覺(jué)一下。圖源：NOAA 下載地址：https://cwcgom.aoml.noaa.gov/SIR/PDF/SIR_20260521.pdf

比如上面這個(gè)圖片，這是2026年5月21日的NOAA SIR（Sargassum Inundation Risk）報(bào)告。它本質(zhì)上是一種面向海岸管理的馬尾藻登陸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品，核心目標(biāo)是把衛(wèi)星觀測(cè)到的漂浮馬尾藻分布，跟海洋動(dòng)力過(guò)程結(jié)合起來(lái)，轉(zhuǎn)化為“未來(lái)短期內(nèi)是否可能登陸海岸”的概率化信息。可以看到它覆蓋熱帶大西洋、加勒比海及墨西哥灣等區(qū)域，并以“日”的尺度更新風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。

該系統(tǒng)在嘗試建立一個(gè)將生態(tài)遙感、海洋環(huán)流與近岸影響直接連接起來(lái)的評(píng)估框架，使馬尾藻問(wèn)題從“海上分布描述”轉(zhuǎn)向“海岸影響預(yù)測(cè)”。如圖所示，它主要基于USF的AFAI（浮游/漂浮藻類(lèi)遙感指數(shù)）來(lái)識(shí)別海面馬尾藻異常，并結(jié)合表層海流與風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，模擬其向近岸輸運(yùn)的可能路徑。與單純的海面覆蓋度不同，SIR強(qiáng)調(diào)動(dòng)力學(xué)條件一些，即漂浮藻類(lèi)是否處于能夠被洋流和風(fēng)場(chǎng)帶入海岸的“輸運(yùn)通道”中。最終結(jié)果以分級(jí)風(fēng)險(xiǎn)圖形式呈現(xiàn)，將不同海岸段劃分為低到高不同等級(jí)，用于支持短期預(yù)警。

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信息源 | NOAA

文 | 王海詩(shī)

排版 | Lu Xiaoyu

時(shí)間 | 2026年5月24日

歡迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn

【參考資料】
https://cwcgom.aoml.noaa.gov/SIR/
https://research.noaa.gov/noaa-sargassum-tool-now-provides-daily-update-of-risk-of-seaweed-washing-up-on-beaches
https://cwcgom.aoml.noaa.gov/SIR/PDF/SIR_20260521.pdf

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