研究人员表示，这种扩张可能受到海水温度、洋流和营养盐水平变化的影响。这种转变可能给海洋生态系统、旅游业、公共卫生和沿海经济带来重大后果。
这项研究由南佛罗里达大学和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的科学家领导。它还强调了如何利用人工智能来处理海量的卫星数据，这些数据若通过人工检查将难以完成。
人工智能揭示全球藻类转变
“虽然已有区域性研究发表，但我们的论文首次给出了漂浮藻类的全球图景，包括大型藻垫和微藻浮垢，”南佛罗里达大学海洋科学学院海洋学教授、发表在《自然-通讯》上的这篇论文的资深作者胡传民（Chuanmin Hu）说道，“我们的结果表明，全球海洋现在的环境更有利于漂浮大型藻类的生长。”
据胡教授介绍，像海藻这样的大型藻类既有益处也有害处。在开阔海域，漂浮藻类可以为海洋物种形成重要的栖息地和育幼场，从而可能支持渔业发展。
当大量藻类抵达海岸时，问题就会出现。随着藻类腐烂，它们会破坏海洋环境，威胁人类和动物健康，阻碍旅游业发展，并给沿海社区造成经济损失。
漂浮藻华在全球范围扩张
研究人员发现，2003年至2022年间，微藻浮垢和大型藻垫在全球范围内均有所增加。
漂浮在海面的微藻以每年1%的速度增长，这一增长率虽不大但在统计学上具有显著性。大型藻类在某些地区的扩张速度要快得多。在热带大西洋和西太平洋，藻华每年增加13.4%，生物量增长最剧烈的时期始于2008年之后。
微藻华覆盖的累积面积达到4380万平方公里（1690万平方英里），这标志着与历史模式发生了明显偏离。
大规模藻华出现在2008年之后
研究人员确定了大型藻类藻华的一个主要转折点大约在2010年左右。
2008年，黄海首次出现了大规模的绿藻（石莼）藻华。2011年，热带大西洋形成了大规模的马尾藻藻华，随后2012年东海也出现了另一次大规模藻华。
“在2008年之前，除了马尾藻海的马尾藻外，没有关于大型藻类大规模藻华的报道，”胡教授说，“在全球范围内，我们似乎正在见证一场从贫大型藻类海洋向富大型藻类海洋的状态转变。”
分析了120万张卫星图像
胡教授及其同事利用人工智能检查了覆盖全球海洋的120万张卫星图像。他们的分析涵盖了13个地理区域和5个藻类类别。
团队训练了一个深度学习模型，以识别与表面漂浮藻类相关的细微视觉信号。这些藻类特征通常跨越多个像素，但它们通常只占单个像素的不到百分之一。
美国国家海洋和大气管理局卫星应用与研究中心的海洋学家、该研究的第一作者齐林（Lin Qi）修改了该研究小组此前创建的计算机模型。升级后的系统使研究人员能够分析二十年的全球卫星观测数据。
训练该模型耗时数月，涉及数百万个图像特征。
高性能计算使研究成为可能
研究人员归功于南佛罗里达大学的研究计算设施，感谢其为该项目提供了所需的处理能力。
其高性能计算系统允许同时处理多组卫星图像。尽管具备这种能力，分析所有120万张图像仍需数月时间。
“如果没有高性能计算设施，或者NOAA与USF之间的长期合作，这项工作是不可能完成的，”齐林说道。
变暖和营养盐径流可能助长藻类生长
该研究将漂浮藻类的扩散与人类活动和自然气候变化的共同作用联系起来。
进入海洋的营养盐径流可能在某些地点促进了藻类生长，而海水变暖和其他气候相关变化可能在其他地区起到了推波助澜的作用。研究人员指出，原因可能因地区而异。
展望未来，齐林表示：“我们将探索更多的卫星数据，并寻求对这种扩张现象有更好的理解。”