La recherche cherche à transformer la gestion des HAB

FONDATION POUR LA CONSERVATION SANIBEL-CAPTIVA

La Sanibel-Captiva Conservation Foundation a annoncé que son laboratoire marin dirigeait la campagne sur le terrain pour un effort d'échantillonnage de l'eau qui informe un modèle de transformateur d'intelligence artificielle de pointe pour mieux gérer le débit d'eau du lac Okeechobee au Caloosahatchee. Des analyses d'échantillons sont incorporées dans des simulations de modèles pour aider à identifier les facteurs de prolifération d'algues nuisibles, ou HAB, et définir des objectifs pour les améliorations nécessaires de la qualité de l'eau.

Le SCCF collabore avec le Center for Coastal Solutions de l'Université de Floride et d'autres chercheurs de l'UF pour guider les gestionnaires de l'eau dans la fourniture d'eau douce, tout en minimisant les impacts négatifs des charges de nutriments provenant des activités horticoles.

Une caractéristique distinctive du modèle est sa capacité à prêter attention aux informations les plus pertinentes avec lesquelles il a été formé pour travailler. Dans le cadre du projet, l'équipe entraîne le modèle à apprendre des années de données archivées pour prévoir des variables, telles que le débit, la salinité et la concentration de nitrates.

En tant que co-chercheur principal, le directeur du laboratoire marin, le Dr Eric Milbrandt, utilise des méthodes de détection précoce des HAB à travers les stations de surveillance continue de la qualité de l'eau du réseau d'observation des rivières, des estuaires et des côtes et un programme d'échantillonnage complet et ciblé - des outils essentiels dans une région où la qualité de l'eau la surveillance a eu lieu en grande partie en réaction aux efflorescences.

"La modélisation utilisée pour mieux prédire les proliférations d'algues nuisibles est soutenue et validée par une campagne de terrain pour échantillonner l'eau du lac Okeechobee au golfe du Mexique", a déclaré Milbrandt, qui dirige l'effort d'échantillonnage. "Nous recueillons des données sur la qualité de l'eau et des échantillons d'eau qui sont livrés aux chercheurs de l'Université de Floride, les Drs Elise Morrison et Ed Phlips. D'autres échantillons d'eau sont analysés au SCCF Marine Lab."

FONDATION POUR LA CONSERVATION SANIBEL-CAPTIVA

Le modèle apprend à lire les conditions actuelles dans l'eau et les prévisions météorologiques d'une région, puis fait des prévisions précises jusqu'à 14 jours pour la zone étudiée. La capacité des modèles de transformateurs à extraire des informations de grands ensembles de données a conduit à de meilleures performances, par rapport aux méthodes précédentes de modélisation hydrologique, et peut modéliser une plus large gamme de variables.

Les membres de l'équipe du projet Morrison, professeur adjoint à l'École d'ingénierie des infrastructures durables et de l'environnement, et Phlips, professeur à l'École des sciences forestières, halieutiques et géomatiques de l'Institut des sciences de l'alimentation et de l'agriculture, élaborent de nouvelles méthodes d'échantillonnage de la qualité de l'eau pour identifier les sources spécifiques de nutriments qui alimentent les HAB, leur origine et leur impact sur les communautés de phytoplancton — algues.

Milbrandt a souligné l'importance d'une focalisation scientifique concentrée sur l'écosystème.

"Nous vivons et travaillons sur une île-barrière avec une expertise locale limitée, donc ce projet est passionnant en raison de la profondeur et de l'étendue des nouveaux outils et connaissances qui seront apportés à la région pour aider à lutter contre le déclin de la qualité de l'eau", a-t-il déclaré. "Les HAB causent de nombreux effets négatifs, allant de la mort de poissons aux grandes zones hypoxiques (à faible teneur en oxygène), en passant par la prolifération d'algues bleu-vert qui obstruent nos voies navigables, ce qui affecte négativement notre économie basée sur le tourisme."

Le SCCF a indiqué que la prochaine étape consiste à appliquer le modèle de transformateur en temps réel, avec des données provenant d'agences de prévision météorologique pour automatiser les prévisions au jour le jour.

Ce travail fait partie d'un projet visant à intégrer des modèles de lac, de bassin versant et d'estuaire pour guider la gestion de l'eau dans l'atténuation de l'impact des HAB. Le projet est un partenariat entre l'UF, l'Université de Floride du Sud, l'Université d'État de Caroline du Nord et le SCCF, avec le soutien financier de l'US Army Corps of Engineers.

L'étude est une approche à plusieurs volets par des chercheurs de l'UF et leurs collaborateurs sur un phénomène qui a tourmenté les écosystèmes côtiers, en particulier dans le sud-ouest de la Floride, avec une plus grande fréquence.

Une étude menée par UF et publiée en 2020 a montré que sur une période de 16 ans, il y a eu 28 fois où un comté de Floride a connu un mois avec 15 jours ou plus de présence de marée rouge. Tous se sont produits dans l'un des six comtés - Pinellas, Manatee, Sarasota, Charlotte, Lee ou Collier - qui comprend 200 miles de côtes dans le sud-ouest de la Floride.

Le directeur associé du Center for Coastal Solutions, le Dr David Kaplan, et une équipe de scientifiques et d'ingénieurs affiliés au centre de l'UF, de l'Université de Floride du Sud, de l'Université d'État de Caroline du Nord et du SCCF ont reçu 2,3 ​​millions de dollars du Corps d'armée en 2021 pour étudier comment l'eau et les nutriments s'écoulant du lac Okeechobee et du bassin versant de la rivière Caloosahatchee interagissent avec les marées, les courants et les vagues sur la côte pour affecter la qualité de l'eau côtière. Le soutien financier s'étend jusqu'en septembre 2024.