Dữ liệu ảnh GIS

LẬP BẢN ĐỒ VI NHỰA ĐẠI DƯƠNG

03/12/2021 GeoLink Thu Giang 0 Nhận xét

(English below)
Khoảng 8 triệu tấn nhựa chảy từ các con sông và bãi biển vào đại dương mỗi năm. Những chất dẻo này được mang theo bởi các dòng hải lưu và bị sóng và ánh sáng mặt trời phân hủy thành các vi nhựa nhỏ. Phần lớn các mảnh vụn đó tích tụ trong các trung tâm tĩnh lặng của các con sông biển thành các mảng rác lớn trôi nổi. Bãi rác lớn ở Thái Bình Dương, giữa California và Hawaii, được biết đến nhiều nhất vì có rất nhiều tàu lưu thông qua đó.

Các nhà khoa học thường ước tính lượng nhựa trong các mảng rác biển bằng cách kéo lưới phía sau thuyền. Tuy nhiên, phương pháp lấy mẫu này khá thưa thớt về mặt địa lý và không cho các nhà nghiên cứu biết nồng độ nhựa thay đổi bao nhiêu theo thời gian.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan (UM) gần đây đã phát triển một phương pháp mới để lập bản đồ nồng độ vi nhựa đại dương trên khắp thế giới. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ 8 vi vệ tinh nằm trong sứ mệnh của Hệ thống Vệ tinh Điều hướng Toàn cầu Cyclone (CYGNSS). Tín hiệu vô tuyến từ vệ tinh GPS phản xạ khỏi bề mặt đại dương và vệ tinh CYGNSS phát hiện những phản xạ đó. Sau đó, các nhà khoa học phân tích các tín hiệu để đo độ gồ ghề của bề mặt đại dương. Các phép đo này cung cấp cho các nhà khoa học một phương tiện để tính tốc độ gió đại dương, rất hữu ích cho việc nghiên cứu các hiện tượng như bão. Nó chỉ ra rằng các tín hiệu cũng tiết lộ sự hiện diện của nhựa.

Khi có nhựa hoặc các mảnh vụn khác gần bề mặt đại dương, sóng sẽ giảm bớt và mặt biển bớt gồ ghề hơn so với mặt khác. Chris Ruf, điều tra viên chính của sứ mệnh CYGNSS và là một trong những tác giả của nghiên cứu cho biết: “Ở những vùng nước sạch hơn, có sự thống nhất cao giữa độ nhám của đại dương và tốc độ gió. “Nhưng khi bạn đi vào Great Pacific Garbage Patch, bạn sẽ thấy sự khác biệt lớn hơn giữa các phép đo tốc độ gió và độ nhám của bề mặt.”

Ruf và trợ lý nghiên cứu của UM, Madeline Evans đã so sánh các phép đo độ nhám của CYGNSS với phép đo của NOAA về tốc độ gió biển từ phao và các thiết bị khác để xem nơi nào vùng nước ít gồ ghề hơn dự kiến. Kết hợp những quan sát đó với mô hình trước đó về nhựa đại dương, Ruf và Evans đã lập bản đồ nồng độ vi nhựa trên đại dương trong hơn một năm.


Ngày 29 tháng 7 năm 2017 - ngày 8 tháng 4 năm 2018

Hoạt ảnh và hình ảnh trên trang này hiển thị vị trí và nồng độ nhựa trôi nổi trong khoảng thời gian từ tháng 4 năm 2017 đến tháng 9 năm 2018. Dữ liệu được thu thập trong khoảng 38 độ vĩ bắc và 38 độ vĩ nam, phạm vi quan sát cho sứ mệnh CYGNSS. Bộ dữ liệu vi hạt đã được Trung tâm Lưu trữ Hoạt động Phân tán Hải dương học Vật lý (PO.DAAC) của NASA xuất bản gần đây.

Ruf và Evans là những nhà nghiên cứu đầu tiên lập bản đồ vi nhựa đại dương trên một khu vực rộng lớn như vậy và trên quy mô hàng ngày. Dữ liệu của họ tiết lộ một số biến đổi theo mùa về nồng độ vi nhựa. Ví dụ, trong Great Pacific Garbage Patch, nồng độ vi nhựa xuất hiện nhiều hơn vào mùa hè và thấp hơn vào mùa đông, có lẽ do sự trộn lẫn theo chiều dọc của đại dương khi nhiệt độ mát hơn. Ruf và Evans cũng tạo ra khung cảnh thời gian trôi đi của tất cả các con sông lớn trên thế giới, lưu ý một lượng lớn vi nhựa đặc biệt đến từ sông Dương Tử và sông Hằng.

Nhóm Các khái niệm nâng cao và triển khai liên ngành của NASA (IMPACT) cũng đang phát triển một cách sáng tạo để phát hiện các mảnh vụn và chất dẻo trong đại dương thông qua máy học. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các công cụ máy tính và hình ảnh mã nguồn mở từ Planet Labs để đào tạo một mô hình tự động phát hiện và gắn nhãn các mảnh vỡ trên biển trong hình ảnh vệ tinh có độ phân giải cao. Mã nguồn mở mà họ đã phát triển — có sẵn trên IMPACT GitHub — cũng có thể được sử dụng để phát hiện các hiện tượng khác trên Trái đất, chẳng hạn như các tòa nhà và đường xá.

-----

MAPPING MARINE MICROPLASTICS 
About 8 million tons of plastic flow from rivers and beaches into the ocean every year. These plastics are carried by ocean currents and broken down by waves and sunlight into small microplastics. Much of that debris collects in the calm centers of ocean gyres in large floating garbage patches. The Great Pacific Garbage Patch, between California and Hawaii, is the most well-known because a lot of ship traffic passes through it.

Scientists typically estimate the amount plastic in marine garbage patches by dragging nets behind boats. However, this sampling method is geographically sparse and does not give researchers a sense of how much plastic concentrations change over time.

Researchers at the University of Michigan (UM) recently developed a new method to map the concentration of ocean microplastics around the world. The researchers used data from eight microsatellites that are part of the Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS) mission. Radio signals from GPS satellites reflect off the ocean surface, and CYGNSS satellites detect those reflections. Scientists then analyze the signals to measure the roughness of the ocean surface. These measurements provide scientists with a means to derive ocean wind speeds, which is useful for studying phenomena like hurricanes. It turns out that the signals also reveal the presence of plastic.

When there is plastic or other debris near the ocean surface, waves are dampened and the sea surface is less rough than it would be otherwise. “In cleaner waters, there’s a high degree of agreement between ocean roughness and wind speed,” said Chris Ruf, principal investigator of the CYGNSS mission and one of the authors of the research. “But as you head into the Great Pacific Garbage Patch, you see a bigger discrepancy between wind speed measurements and the roughness of the surface.”

Ruf and UM research assistant Madeline Evans compared CYGNSS roughness measurements to NOAA measurements of ocean wind speeds from buoys and other instruments to see where waters were less rough than expected. Combining those observations with previous modeling of ocean plastic, Ruf and Evans mapped concentrations of microplastics across the ocean for more than a year.


July 29, 2017 - April 8, 2018

The animation and images on this page show the location and concentration of floating plastics between April 2017 to September 2018. Data were collected between approximately 38 degrees north and 38 degrees south latitude, the observation range for the CYGNSS mission. The microplastics dataset was recently published by NASA’s Physical Oceanography Distributed Active Archive Center (PO.DAAC).

Ruf and Evans are the first researchers to map ocean microplastics over such a large area and on a daily scale. Their data reveal some seasonal variations in microplastic concentrations. In the Great Pacific Garbage Patch, for example, microplastic concentrations appear greater in the summer and lower in winter, perhaps due to more vertical mixing of the ocean when the temperatures are cooler. Ruf and Evans also created time-lapse views of all of the major rivers in the world, noting particularly large amounts of microplastics coming from the Yangtze and Ganges.

NASA’s Interagency Implementation and Advanced Concepts Team (IMPACT) is also developing an innovative way of detecting ocean debris and plastics through machine learning. The research team used open-source computing tools and imagery from Planet Labs to train a model to automatically detect and label marine debris in high-resolution satellite imagery. The open-source code they developed—available on the IMPACT GitHub—could also be used to detect other phenomena on Earth such as buildings and roads.

Geolink tổng hợp từ Earthobservatory

popup

Số lượng:

Tổng tiền: