“2016 年至 2024 年间，澳大利亚大堡礁(GBR)的大规模珊瑚白化是由高海面温度(SST)引起的。温度引起白化的可能性是决定 GBR 未来威胁状况的关键因素，但该地区近期气温的长期背景尚不清楚。我们在这里显示，2024 年、2017 年和 2020 年 1 月至 3 月珊瑚海的极端高温（按平均 SST 异常降序排列）是 400 年来最热的，超过了我们重建的 1900 年前最大值的 95 百分位不确定性限值。2016 年、2004 年和 2022 年的事件温度位居第二，超过了 90 百分位限值。气候模型分析证实，人类对气候系统的影响是近几十年来快速变暖的原因。这一归因，加上最近的海洋极端温度、1900 年后变暖趋势和观察到的大规模珊瑚白化，表明人类活动引起的气候变化对大堡礁生态系统的生存威胁已经实现。如果不采取紧急干预措施，标志性的大堡礁将面临导致近乎每年都会发生珊瑚白化的高温风险，这将对生物多样性和生态系统服务产生负面影响。如果按照目前的轨迹继续发展，将进一步威胁地球上最伟大的自然奇观之一的生态功能4和突出的普遍价值。”
引言
在地球的蓝色心脏中，有一个自然奇观，它以绚丽多彩的珊瑚和丰富的生物多样性而闻名于世——那就是大堡礁。然而，最新的科学研究向我们发出了一个严峻的警告：大堡礁正面临着四个世纪以来最严重的高温威胁。
a – e，澳大利亚地区 1 月至 3 月的 SSTA（使用 ERSSTv5 数据）相对于 1961-90 年最近五个大堡礁大规模珊瑚白化年份（2016、2017、2020、2022 和 2024 年）的平均值。黑框显示珊瑚海地区（4° S – 26° S，142° E – 174° E）。f ， 1900 – 2024 年 1 月至 3 月珊瑚海和大堡礁平均 SSTA 相对于 1961 – 90 年平均值。黑色垂直线表示大堡礁最近五个大规模珊瑚白化年份。
大堡礁的荣光与危机
大堡礁，这个位于澳大利亚东北海岸外的珊瑚礁系统，是世界上最大的珊瑚礁群，也是地球上最宝贵的自然遗产之一。它不仅为无数海洋生物提供了栖息地，还为人类带来了旅游、科研等无尽的价值。
但是，随着全球气候变暖的加剧，大堡礁正遭受着前所未有的高温考验。根据《自然》杂志上的最新研究，2016年至2024年间，大堡礁经历了四次大规模的珊瑚白化事件，这是由异常高的海水表面温度引发的。这些极端气候事件不仅预示着大堡礁生态系统的脆弱性，也反映出人类活动对地球气候系统的影响。
a、相对于 1961-90 年，重建和观测到的 1618-2024 年珊瑚海 1 月至 3 月平均 SSTA。深蓝色为使用完整代理网络重建的最高技能（最大效率系数）；浅蓝色为 5 至 95 百分位重建不确定性；黑色为观测到的（ERSSTv5）数据。红色十字表示最近发生的五次大规模白化事件。虚线表示 1900 年前 1 月至 3 月最大 SSTA 的最佳估计值（最高技能，红色）和 95 百分位（粉色）不确定性界限。b 、内陆架23的中央大堡礁 SSTA ，以粗橙色表示，外陆架25（弗林德斯礁）的 SSTA，以细橙色表示；这些系列在此与相对于 1961-90 年的 1 月至 3 月平均大堡礁 SSTA 的现代观测结果对齐（参见方法）。观测数据以年度（灰线）和五年（黑线带空心圆圈，绘制在每个五年期的中心并与五年珊瑚系列23在时间上对齐）分辨率显示。虚线表示参考文献23（红色）和25 （粉色）的 1900 年 1 月至 3 月之前的最佳估计最大值。橙色阴影表示 5 至 95 百分位不确定性界限。红叉表示最近五次大规模白化事件。c ，珊瑚海重建的评估指标（补充信息第 3.1节）；RE，误差减少；CE，效率系数；Rsq-cal，校准期内的 R 平方；Rsq-ver，验证（评估）期内的 R 平方。d ，珊瑚数据相对于源数据区域（橙色框）和珊瑚海区域（红色框）的位置。
科学研究的发现
研究团队通过分析珊瑚海的海洋温度数据，发现2024年1月至3月的海洋热极端事件是有记录以来400年中最热的，超过了我们重建的1900年之前最高温的95%不确定性极限。这一发现，结合气候模型分析，确认了人类活动对气候系统的影响是导致近几十年来快速变暖的主要原因。
根据最佳估计（最高技能，完整珊瑚网络）重建数据（1618-1899）和仪器（ERSSTv5）数据（1900-2024），将 1618-2024 年 1 月至 3 月的 SSTA 与 1961-90 年（彩色圆圈）进行比较。年份由实心圆圈的颜色表示。1900 年前重建的 SSTA 的第 5 至第 95 百分位不确定性界限用小灰点表示。年份标签表示有记录以来最热的六年，其中五年是大堡礁大规模珊瑚白化的年份。粉色（上）虚线表示 1900 年前最大重建 SSTA 的第 95 百分位不确定性界限；红色（下）虚线表示第 90 百分位界限。
珊瑚白化：生态系统的警报
珊瑚白化是珊瑚在极端环境压力下的一种生存反应。当海水温度升高时，珊瑚会驱逐与其共生的藻类，导致珊瑚失去色彩并变得脆弱。这种白化事件不仅影响珊瑚的生理机能，还可能导致珊瑚的死亡，进而破坏整个珊瑚礁生态系统。
人类活动的影响
研究指出，人类活动，特别是温室气体的排放，是导致海洋温度升高的主要原因。随着工业化进程的加快，人类对化石燃料的依赖导致了大量温室气体的排放，这些气体在大气中形成了一层“毯子”，捕获了太阳的热量，使得地球的温度逐渐升高。
气候模型模拟了 1850 年至 2014 年期间珊瑚海 1 月至 3 月的海表温度异常相对于 1850 年至 1900 年平均值的情况，这些模型的瞬态气候响应处于“可能”范围内。蓝线（中位数）和浅蓝色阴影（5 至 95 百分位数限值）来自“历史-自然”气候模型模拟（没有人为气候强迫）；红线和浅红色阴影来自使用同一组气候模型的“历史”模拟（包括人为对气候的影响）。气候模型得出的人为气候变化出现的时间，以灰色和黑色垂直线表示（1976 年和 1997 年），是模型集合成员之间的气候变化信号与噪声/变异性标准差的比率首次分别超过 1 和 2 的时候。所有模型在模型集合中都得到同等体现。
国际社会的反应
面对大堡礁的危机，国际社会已经开始采取行动。联合国教科文组织（UNESCO）已经考虑将大堡礁列入“世界遗产危险名录”，以唤起全球对这一问题的关注。澳大利亚政府也在积极采取措施，包括减少温室气体排放、改善水质和土地管理等。
未来的挑战与希望
尽管面临着严峻的挑战，但大堡礁的未来并非没有希望。科学研究为我们提供了宝贵的信息和工具，帮助我们更好地理解气候变化的影响，并为保护这一自然奇观提供了可能的途径。
1. 加强气候行动
各国需要加强气候行动，减少温室气体排放，实现《巴黎协定》中的目标，限制全球平均气温升高。
2. 保护和恢复珊瑚礁
通过科学的保护和恢复措施，如珊瑚繁殖和移植，可以帮助珊瑚礁适应和抵御气候变化的影响。
3. 提高公众意识
提高公众对气候变化和珊瑚礁保护的意识，鼓励人们采取可持续的生活方式，减少对环境的影响。
结论
该研究的跨世纪重建结果显示了当今珊瑚海海面变暖的特殊性质，以及由此产生的大堡礁支柱——造礁珊瑚的生存风险。重建结果显示，数百年来，海表温度相对凉爽且稳定，而最近 1 月至 3 月珊瑚海的海面温度至少在过去 400 年中是前所未有的。在过去几个世纪中生存下来的珊瑚群落和珊瑚礁，为我们提供了宝贵的 Sr/Ca 和 δ 18 O 数据，而重建正是基于这些珊瑚群落和珊瑚礁，而它们本身正面临严重威胁。气候模型模拟的分析证实，人类影响是最近 1 月至 3 月珊瑚海表面变暖的驱动因素。总之，研究中提供的证据表明大堡礁处于危险之中。鉴于此，可以想象，联合国教科文组织未来可能会重新考虑其对标志性的大堡礁没有危险的判断。如果缺乏迅速、协调和雄心勃勃的全球行动来应对气候变化，我们很可能将见证地球最伟大的自然奇观之一的消亡。
遥感前沿跟踪 —— 追踪地球的脉动，探索环境的奥秘。
本文参考自：Henley, B.J., McGregor, H.V., King, A.D. et al. Highest ocean heat in four centuries places Great Barrier Reef in danger. Nature 632, 320–326 (2024).
版权声明：图片和数据等成果引用自相关研究论文。
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