科学家利用无人机追踪加利福尼亚海滩上的白鲨

今天海滩预报多云，有可能出现鲨鱼。至少，这是加州大学圣巴巴拉分校的研究人员希望能够提供的预测。他们正在领导一个项目，预测大白鲨何时何地出现在海滩附近

我们的目标是开发预测工具，帮助预测一年中的什么时候、一天中的什么时间或海洋条件可能或多或少地剧烈变化。该团队着手了解哪些精细尺度因素会影响鲨鱼在所有生命阶段的行为。加州大学圣巴巴拉分校生态、进化和海洋生物学系教授道格拉斯·麦考利说：“预测鲨鱼何时出现是鲨鱼科学的圣杯。”。“但即使是最初的见解也可以帮助我们做出更好的决定：今天是冲浪还是沙滩排球的好日子？”

截至目前，鲨鱼的存在仍然很难预测。但在加利福尼亚州卡平蒂里亚的帕达罗海滩进行了为期两年的研究后，《海洋生态进展系列》发表的一份报告分享了实现这一目标的一些初步步骤。主要作者麦考利和他的团队使用无人机观察了鲨鱼的存在如何随着不同的海洋条件而变化。他们发现，水温、季节和一天中的时间似乎与海岸外的鲨鱼密度最相关。这些见解可能有助于为鲨鱼保护和海滩游客的安全提供信息

鲨鱼的时间表

自然界中的一些事情很容易预测：潮汐的涨落、蝉的出现、秋叶的变化。但白鲨运动很难

许多因素会影响像鲨鱼这样复杂而聪明的动物的决策，尤其是在像海洋这样充满活力的环境中。鲨鱼出现的地方取决于它们的生活阶段、食物的行为、海洋条件以及与气候变化相关的长期模式

为了构建他们的预测模型，该团队使用无人机计算海滩附近的白鲨数量，然后尽可能多地测量海洋的其他特征。这包括时间因素，如一天中的时间和季节，以及物理特征，如涌浪和波高、水能见度、地表和海底温度。他们还考虑了生物因素，如水中浮游生物的数量（这些鲨鱼所依赖的食物网的肥力指标）

这个项目的无人机方面相对新颖。多年来，该小组使用了各种方法来计算鲨鱼数量：让潜水员在鲨鱼游过时进行计数，用声纳计算鲨鱼数量，并用标签标记它们。但在这项研究中，研究小组派出了一架无人机，在冲浪线外飞行一英里的预设飞行路径。“这种方法的优点之一是，你可以在这些调查中覆盖很多地方，而且因为鲨鱼不知道头顶上有无人机，所以它们更容易计数，”合著者、加州大学圣地亚哥分校贝尼奥夫海洋科学实验室的项目科学家尼尔·内森解释道。“一个缺点是，你真的只能对海洋表层进行成像。”

为了填补这些盲点，加州大学圣巴巴拉分校的研究人员一直在与加州州立大学长滩分校Chris Lowe教授鲨鱼实验室的专家合作。Lowe的团队多年来一直在研究该地区的白鲨，通过标记工作和声学浮标提供了额外的数据流。将这些视觉和听觉数据配对，可以更好地了解这些人群随时间的变化模式，但这不是这项特定研究的一部分

最后，作者将鲨鱼目击和海洋因素与数学模型相结合，看看哪种变量组合最能预测任何一天海滩上有多少鲨鱼

小鲨鱼的温暖水域

海洋温度和一年中的时间似乎是与鲨鱼出现的地点和时间密切相关的少数因素之一。白鲨实际上有点温血；它们可以让核心比周围的水稍微暖和一点。但它们仍然会变冷，尤其是较小的，它们散热更快。研究人员发现，较小的白鲨倾向于避开靠近海底的较冷温度，并且对较温暖的表层水域的吸引力略高

夏季的鲨鱼数量也明显增加，这与温度调查结果非常吻合。也就是说，即使在11月和12月，他们仍然观察到一些青少年。在此之前，研究人员认为这些年轻人会南下到更温暖的地方过冬

Carpinteria的大多数个体都是幼鱼，这表明海滩是幼白鲨的重要育苗栖息地。但外面也有一些老鲨鱼。最大的鲨鱼可达15英尺

下午晚些时候，无人机在水面附近发现了更多的鲨鱼。这可能是因为它们正试图在这些温暖的地表水中变暖。内森说：“与深水相比，在阳光温暖了一整天后，这些鲨鱼觉得（水面）就像按摩浴缸。”。他补充道：“这片海域正是我们喜欢玩耍、游泳和冲浪的地方。冲浪休息时看到的鲨鱼数量是更远海域的八倍。”

分享浪潮

这是一个值得提醒的好时机，自1950年以来，加利福尼亚州人民平均每年只经历三次“鲨鱼事件”。加利福尼亚州鱼类和野生动物部将事件定义为“任何有记录的鲨鱼接近并触摸水中的人的案例”。事实证明，鲨鱼是很好的邻居

麦考利在南加州的海滩上长大，但他不记得在他年轻的几十年里，在岸边或水中看到过一条鲨鱼。一天扫10-15眼是受欢迎的景象；这意味着该州的野生动物正在恢复。几十年来，白鲨种群受到刺网的严重打击，海鸟和海洋哺乳动物也是如此。该州已逐步淘汰了许多类型的刺网，现在正在考虑可能消除最后一种允许使用的刺网。这些政策变化——以及对海洋哺乳动物的额外保护——对修复我们的沿海生态系统起到了很大作用。麦考利说：“一代人之后，我很高兴把孩子们送到卡平蒂娅参加冲浪营的第一天，看到冲浪线外的小鱼翅。”

加利福尼亚人熟悉找到安全的方式与野生动物分享我们共同家园的重要性。冲浪中发生的事情类似于我们如何利用科学与陆地上的捕食者共存，如美洲狮或熊。麦考利说：“现在共存的情况基本上很好，因为这些海滩上的人们似乎对鲨鱼比对鲨鱼更感兴趣。”

事实上，这个项目最令人兴奋的事情之一就是与社区的合作。“每个人都对科学家在海滩上驾驶无人机感到好奇，”SharkEye无人机飞行员和研究合著者Samantha Mlajov说。“每个人都想知道的一件事是，‘你看到了什么：今天有很多鲨鱼吗？我应该去冲浪还是跑步？’”

由于兴趣和好奇心，该团队迅速开发了一个自动文本通知系统，实时分享当天的调查结果。Nathan说：“我们认为数据是赋权的，有助于我们做出更安全、更明智的决策。”。“我们在这个项目中的目标是提供数据，帮助人们更多地爱上海洋。这有助于他们更好地理解海洋，感觉更安全，即使与鲨鱼发生事故的可能性非常低。”

该团队欢迎社区成员在SharkEye.org上查看实时数据，并注册鲨鱼调查项目的免费短信通知。麦考利和内森还鼓励人们关注当前关于刺网渔业改革的对话，这可以增加我们海滩和海岸沿线野生动物恢复的势头 More information: DJ McCauley et al, Temporal and oceanographic factors differentially affect two size classes of white shark at a Southern California aggregation site, Marine Ecology Progress Series (2024). DOI: 10.3354/meps14680

Journal information: Marine Ecology Progress Series