تعديل خوارزميات إجهاد الحرارة لتحسين التنبؤات العالمية بظاهرة اصفرار الشعاب المرجانية الشامل

تهدد موجات الحرارة البحرية المتزايدة الشدة استمرارية العديد من النظم البيئية البحرية. أدت فصول اصفرار الشعاب المرجانية الشامل الناتجة عن إجهاد الحرارة إلى وفيات كارثية للشعاب المرجانية على مستوى العالم. يعد الرصد عن بُعد والتنبؤ بمثل هذه الاستجابات البيولوجية لإجهاد الحرارة مفتاحًا لإدارة فعالة للنظم البيئية البحرية. تعكس مقياس أسبوع حرارية الدرجة (DHW)، المصمم لرصد خطر اصفرار الشعاب المرجانية، مدة وشدة أحداث إجهاد الحرارة ويتم حسابه من خلال تراكم استثناءات درجة حرارة السطح البحرية (HotSpot) بالنسبة إلى عتبة الإجهاد خلال نافذة متحركة مدتها 12 أسبوعًا. على الرغم من التحسينات الكبيرة في بيانات درجة حرارة السطح البحرية الأساسية، لا تزال التنقيحات المقابلة لعتبة HotSpot ونافذة التراكم مفقودة. هنا، نقوم بضبط خوارزمية DHW التشغيلية لتحسين تنبؤات اصفرار الشعاب المرجانية باستخدام بيانات درجة حرارة السطح البحرية المعتمدة على الأقمار الصناعية بدقة 5 كم (CoralTemp v3.1) ومجموعة بيانات عالمية عن اصفرار الشعاب المرجانية (37,871 ملاحظة، الإدارة الوطنية للمحيطات والجو). بعد تطوير 234 خوارزمية اختبار DHW بمجموعات مختلفة من عتبة HotSpot ونافذة التراكم، قمنا بمقارنة قدرتها على التنبؤ بالاصفرار باستخدام نماذج بايزي هيكلية زمنية مكانية وتحليلات الحساسية-التخصص. تم الوصول إلى الأداء الأقصى لخوارزمية DHW باستخدام عتبات HotSpot أقل من أو تساوي متوسطات السطح البحرية الشهرية القصوى (MMM) ونافذات تراكم تتراوح من 4 إلى 8 أسابيع. توقعت هذه التكوين الجديد بشكل صحيح حتى 310 ملاحظات إضافية للاصفرار عالميًا مقارنة بخوارزمية DHW التشغيلية، مع معدل دقة محسّن يبلغ 7.9%. نظرًا للتأثيرات الضارة لموجات الحرارة البحرية عبر النظم الإيكولوجية، يمكن أيضًا تعديل خوارزميات إجهاد الحرارة لأنظمة بيولوجية أخرى، مما يُحسن من الدقة العلمية، ويمكّن من إدارة النظم البيئية.