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NASA通過太空技術監測五大湖區藍藻汙染

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 13:53:42 來源:新京報

  
   最近,一架經過改裝的鷹眼(Learjet)飛機被投入五大湖藍藻生長監控活動。位於克萊溫島的美國宇航局(NASA)葛蘭(Glenn)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)是(shi)這(zhe)架(jia)飛(fei)機(ji)的(de)製(zhi)造(zao)者(zhe)。該(gai)研(yan)究(jiu)所(suo)的(de)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)正(zheng)通(tong)過(guo)飛(fei)機(ji)上(shang)的(de)攝(she)像(xiang)頭(tou)監(jian)視(shi)五(wu)大(da)湖(hu)表(biao)層(ceng)藻(zao)類(lei)汙(wu)染(ran)情(qing)況(kuang)。其(qi)中(zhong),被(bei)盯(ding)得(de)最(zui)緊(jin)的(de)是(shi)伊(yi)利(li)湖(hu)(Lake Erie)和休倫湖(Lake Huron)的薩吉納灣。NASA人員為什麼要參與監視藍藻預防呢?原來,他們是被美國海洋和大氣局(NOAA)請出來的。這是一次環保和太空技術的合作。
   這zhe架jia飛fei機ji觀guan測ce藍lan藻zao汙wu染ran的de設she備bei相xiang當dang先xian進jin。觀guan測ce設she備bei與yu圖tu像xiang係xi統tong由you葛ge蘭lan研yan究jiu中zhong心xin的de工gong程cheng師shi設she計ji。這zhe個ge圖tu像xiang係xi統tong原yuan本ben用yong於yu研yan究jiu火huo星xing塵chen埃ai,安an裝zhuang有you一yi個ge名ming叫jiao“高光譜”的超高清晰度科學攝像頭,通過這個攝像頭,科學家可以看到五大湖藍藻水華的細致圖像。

五大湖也有藍藻

   生態係統中大部分的藍藻都是無害的。但當藍藻過度生長,形成水華時就煩人無比了。中國太湖、巢湖、dianchidenghubochuxiandelanzaobaofashijianjiushiyanqiandelizheng。lanzaochanshengdeshuihuakenenghuidaozhiyinyongshuiechou。gengzaodeshi,youxiezaoleishuihuakenengchanshengdusu,zairentihedongwutineijijujineryingxiangqijiankang。

   早在上世紀60niandai,naxieshituzaiwudahuquyuyouyonghuohuabingderenjiushoudaolelanzaoshuihuadeyingxiang。zhidaomeiguozhengfuxialingjinzhizaiqingjiejihehuafeizhongcunyoulinguangtihou,zheyiqingkuangcaidedaogaishan。yihandeshi,zaiguoqujishiniannei,dahulingyuhaishichuxianlelanzaozhongzuiweixiandetongxiuweinangzao。zhezhongzaolihanyoudeteshudusukenengsunhairenleideganzang。buguodaomuqianweizhi,haishimeiyourennengzhunqueshuochudaodiweishenmewudahuchuxianlelanzao。dankexuejiakailiede“疑犯”名單包括城市垃圾、湖邊農田化肥、化糞池溢出物、斑馬貽貝(zebra mussels)以及水源邊的家畜飼養行為。

   該現象一度讓當地政府和商業領袖相當緊張,因為美國大湖區給4千萬的居民提供飲用水,湖邊還設有超過500個休閑沙灘。

船太小,衛星太遠

   多年來,NOAAweiyumixiegenzhoudeshiyanshiyizhifuzetiaozhawudahulanzaoshuihuawenti。yanjiurenyuantongguoshoujilanlvzaoyangpin,celiangyilihuhexiulunhusajinawandelanzaodusuhanliang。danglanzaodusuhanliangchaoguoleshijieweishengzuzhijianyidebiaozhunzhihou,tamenjiuhuitongzhidangdiweishengbumen。

   五大湖是美國乃至全世界最大的湖泊,麵積非常廣闊。如果隻靠船隻檢測,相當費時費力。2000年,葛蘭研究中心開始介入大湖區研究。來自俄亥俄州托萊多大學和博林格林州立大學的科學家開始用衛星圖像來監視藍藻。通過NASA的德拉(Terra)衛星和亞誇(Aqua)衛星發來的圖像,研究者分析湖麵漂浮物的種類,並推測其毒素含量,結果與水樣品裏測出的毒素含量一致。從那以後,NOAA更進一步地信任了衛星技術在水藻檢測方麵的運用,他們開始使用裝備了更加精確的圖像係統的Landsat地球檢測衛星來檢測水華。[page_break]

   但是,衛星檢測藻類水華也有一定的局限。葛蘭研究中心的視覺研究工程師裏基(John Lekki)介紹,Landsat衛星每隔8天才繞過大湖區一次,而在陰天的時候,衛星可能什麼圖像都拍不到。

   而飛行器攜帶的衛星裝置檢測係統就可以在條件許可的情況下很快讓研究員捕捉到需要的圖像。

   邊飛行邊檢測的另一個好處是快捷。當飛行員發現了一處可疑水華時,他們馬上報告給研究員,後者就可以立即收集水樣。“我們就像海洋和大氣局的空中之眼。”裏基說,“zhemedadequyuyaoyongchuanlaijianceshizaikunnan,suoyiwomenjiuxiangaosutamennaerfaxianleshuihua,zheyangtamendegongzuojiuqinglehenduo。jiexialai,tamenjiukeyichengchuanzhibenshuihuaerqu。”

暴露每種物質的光譜

   NASA的成員在去年夏天駕駛著T-24號飛機第一次檢測五大湖。今年初秋他們又檢測了一次。裏基和一組工程師親自改裝了飛機,在上麵增加了一個附帶“高光譜”成像器的圖像係統。裏基表示:“沒有任何機器能夠和它拍到圖像的具體程度相比。”

   高光譜成像器是由葛蘭研究中心的工程師製作而成,這個成像器可以將圖片切割成250種zhong各ge種zhong不bu同tong顏yan色se構gou成cheng的de圖tu像xiang,從cong紫zi外wai線xian到dao紅hong外wai線xian的de光guang譜pu都dou有you。每mei張zhang圖tu片pian都dou代dai表biao了le一yi種zhong特te殊shu的de光guang譜pu。如ru同tong每mei個ge人ren都dou有you不bu同tong的de指zhi紋wen一yi樣yang,大da湖hu裏li的de物wu質zhi也ye都dou有you著zhe各ge不bu一yi樣yang的de分fen譜pu特te性xing。高gao光guang譜pu成cheng像xiang器qi就jiu可ke以yi將jiang所suo有you的de物wu質zhi暴bao露lu無wu疑yi地di展zhan示shi出chu來lai。

   NOAA目(mu)前(qian)正(zheng)在(zai)分(fen)析(xi)成(cheng)像(xiang)器(qi)收(shou)集(ji)來(lai)的(de)數(shu)據(ju),並(bing)將(jiang)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)和(he)水(shui)樣(yang)品(pin)及(ji)衛(wei)星(xing)拍(pai)攝(she)所(suo)得(de)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)。這(zhe)麼(me)做(zuo)是(shi)為(wei)了(le)更(geng)精(jing)確(que)地(di)遠(yuan)程(cheng)控(kong)製(zhi)。不(bu)久(jiu)的(de)將(jiang)來(lai),人(ren)們(men)就(jiu)可(ke)以(yi)遠(yuan)距(ju)離(li)監(jian)測(ce)有(you)害(hai)藻(zao)類(lei)水(shui)華(hua)的(de)暴(bao)發(fa)前(qian)兆(zhao),及(ji)早(zao)通(tong)知(zhi)當(dang)地(di)水(shui)廠(chang)、海灘、船隻、飛行員、滑雪者及任何想到大湖區來玩的人。

   “我們的工作能給地球提供一些幫助總是好的,尤其是這些幫助還是發生在我們的後院裏。”裏基說。
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