水的清晰度是全球海洋动植物健康和恢复的关键，特别是在切萨皮克湾等浅海沿岸系统。但事实证明，测量水的清晰度并不像看起来那么清晰。
由杰西·特纳博士领导的弗吉尼亚海洋科学研究所的研究表明，水的“清晰度”取决于测量它的方法，不同的研究问题和管理决策需要不同的清晰度测量工具和技术。特纳博士和她的合著者。凯尔西·福尔和卡尔·弗里德里希斯最近在《湖沼学和海洋葫芦娃黄色软件葫芦里不卖药v3.1.6学快报》上发表了一篇文章，提出了他们的建议。
“在沿海和内陆水域，”特纳说，“我们用来测量水透明度的方法可能会歪曲用于确定恢复目标的水下光气候，例如水下草的潜在栖息地。因此，选择最合适的测量方法并清楚地传达所使用的方法是非常重要的。并不是所有的水质指标都是一样的。”
水下草具有许多重要的生态功能，是海湾中受到最密切监测的栖息地之一。它们为众多海洋物种提供食物和住所，帮助为水提供氧气，并通过从空气中去除二氧化碳来减缓全球变暖。为此，它们需要清水进行光合作用和生长。它们对清澈海水的依赖使它们成为浅海沿岸水体清澈度的“煤矿里的金丝雀”。
为了解释水的清晰度及其测量的复杂性，特纳将其与啤酒进行了类比——啤酒是另一种“清晰度”广受关注的液体。具有讽刺意味的是，用来定义啤酒和其他液体清澈度的科学原理被称为啤酒定律(具有讽刺意味的是，该定律最初适用于葡萄酒，而不是啤酒，更具有讽刺意味的是，该定律是以德国化学家奥古斯特·啤酒(August beer)的名字命名的，而不是啤酒花饮料)。
特纳说:“比尔定律告诉我们，有多少光能通过液体，这取决于液体中物质的浓度和测量的距离。”
那么，“东西”是什么?
真实的扑克直播软件免费特纳说:“在啤酒中，要么是酵母和啤酒花等颗粒，要么是酿造过程中溶解的糖或单宁等物质。在切萨皮克湾，‘物质’可以是微小的灰尘和微小的植物，也可以是溶解的有机物和其他溶质。”溶解有机物质是一种泥土茶，由海湾及其流域的落叶、作物残余物、土壤和其他碳基物质浸泡而成。
关键是，颗粒物和溶解物质以不同的方式阻碍光线。特纳说:“当光线照射到水或啤酒上时，要么散射，要么被吸收。”粒子散射光，溶解物质吸收光
颗粒和溶解物质的相对丰度结合在一起产生了不同的光环境。在切萨皮克湾的一些地区，光散射粒子和光吸收溶质含量都很高，水就像黑啤一样暗。在有大量光散射粒子但吸收光的溶质很少的区域，水是浑浊而明亮的，就像一杯朦胧的啤酒。粒子或溶质较少的区域是最清晰的，就像苹果酒一样。
考虑到科学家用来测量水清晰度的多种工具和技术，这些差异具有重要的影响。两种常见的光学工具是塞奇盘和光传感器。科学家们还直接测量悬浮粒子、溶解物质和叶绿素(植物和浮游生物用来捕捉阳光进行光合作用的色素)的浓度。
特纳解释说:“塞奇盘是一种简单的黑白圆盘，你可以在水中水平放置。”“它从视野中消失的深度被称为塞奇深度。”这种廉价、易于部署、长期使用的工具可以测量水的透明度和物体可见性的深度。
光传感器测量阳光深入水中时的损失或衰减，重点是植物用于光合作用的波长。记录的值与地面传感器收集的值进行比较，以考虑由于云层和一天中的时间而导致的入射光的差异。
虽然电子和材料的进步降低了成本，增加了光传感器的使用，但无论是专业研究人员还是越来越多的社区科学家，塞奇圆盘仍然是许多水透明度研究的日常工作对象。
根据Turner和她的合著者的说法，当从业者应用传统的一刀切方程来估计Secchi深度值的光衰减时，问题就出现了。这是因为这两个指标之间的关系可能会根据当地的光照气候而有很大的变化——水下研究地点是黑暗的，像黑啤酒一样明亮但浑浊，还是像苹果酒一样清澈。
特纳说:“这两个指标之间的关系在河口和其他基于纬度、水文和气候的水生环境之间和内部可能有很大差异。”“因此，使用单一转换因子来估计基于塞奇深度的光衰减，可能会低估或高估水下光气候。”
例如，在切萨皮克湾的主要支流约克河的浑浊水中，使用传统的转换因子会低估海草可用的光，从而卖空潜在的恢复目标。
为了解决这一问题和相关的困难，特纳和同事们建议对测量和报告水透明度的方式进行一些改变。最重要的是清楚地传达所使用的方法——无论是来自塞奇盘的塞奇深度、光衰减还是其他方法。
对于与水下草和其他喜光生物有关的研究，作者建议同事们直接收集光衰减值。
特纳说:“测量光随深度的衰减与大多数水生生态系统的研究最相关。”“它们非常适合研究水下草、海带和珊瑚，因为这些和其他类似的生物已经适应了收集下沉的光线。”作者建议在研究浮游植物时使用单独的光衰减“标量”测量方蜜芽跳转接口点击进入免费法，浮游植物作为漂浮的生物可以从各个方向收集光，包括从侧面和下方的下沉和散射。
如果成本问题或其他因素鼓励使用Secchi圆盘，作者建议研究人员放弃使用传统的一刀切方程，而是建议他们使用局部测量来校准Secchi深度到光衰减公式。特纳说:“这个方程需要在当地进行校准，因为水中溶解物质和颗粒物的特征变化很大，有时距离很短。”“这些特征也会随着季节而变化。”
因为Secchi深度值测量的是可见性和透明度，作者说它们的直接应用最适合于鱼类和其他视觉捕食者的研究。他们指出，它们在人类环境中也有价值，比如在水中娱乐和沿海财产和风景的价值。
无论研究团队使用何种方法，作者都敦促他们根据具体的研究问题或管理目标选择最有用的指标。
“当与目标相关时，”特纳说，“即使是最简单的水透明度测量，对于环境监测和恢复都是有价值的，无论是由科学采样项目、非营利组织还是社区科学家收集。”
更多信息:Jessica S. Turner等人，澄清水的清晰度:呼吁使用最适合水生态系统相应研究和管理目标的指标，湖沼学和海洋学快报(2022)。DOI: 10.1002 / lol2.10301
由弗吉尼亚海洋科学研究所提供
引用本文:澄清海水清晰度在海岸管理中的绿野仙踪林入口在线观看作用(2023年，1月11日)检索自2023年1月11日https://phys.org/news/2023-01-role-clarity-coastal.html
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