[논문] NASA 과학자들이 녹조 추적을 위한 새로운 도구를 테스트하고 있습니다.

그것이 끝날 때쯤이면 2020년 플로리다 서해안을 따라 일련의 대규모 녹조가 발생해 탬파 베이 주변의 약 2,000톤에 달하는 해양 생물이 죽은 것과 연결될 것입니다. 사라소타(Sarasota)와 피넬라스(Pinellas) 카운티에서 천식 사례가 두 자릿수 증가하고 관광에서 수산업에 이르기까지 경제 부문 전반에 걸쳐 약 10억 달러의 손실이 예상되는 등 인적 비용도 극명했습니다.

지구 궤도 위성은 수십 년 동안 탐지에 사용되었습니다. 조류 꽃 우주에서 직접 물을 샘플링하는 것보다 더 넓은 지역에 대해 더 자주 관찰할 수 있습니다. 가장 일반적인 관찰 기술은 가시 스펙트럼을 사용하여 측정합니다. 바다색. 그러나 이 접근 방식은 대부분 맑은 하늘 조건으로 제한되었습니다.

최근 연구 지구물리학 연구 편지는 남부 캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 과학자들이 이끄는 TROPOMI(TROPOspheric Monitoring Instrument)라는 우주 기반 장비가 어떻게 얇은 구름을 뚫고 Karenia brevis(또는 K. brevis)에 대한 강력한 단서를 찾아낼 수 있는지를 보여주었습니다. 그만큼 미세한 조류 2020년 꽃을 책임집니다. 빛의 미세한 파장을 “보고” 측정하는 TROPOMI의 향상된 능력은 잠재적으로 연방 기관과 기관에 도움이 될 수 있습니다. 지역 사회 유해한 발생을 더 잘 예측하고 관리합니다. (TROPOMI는 2017년 발사된 European Sentinel 5P 우주선에 탑승하여 비행합니다.)

과학자들은 팬핸들(Panhandle)에서 사주(Keys)까지 호를 그리며 뻗어 있는 대륙 지각인 서부 플로리다 대륙붕(West Florida Shelf)을 조사했습니다. K. brevis는 멕시코 만의 다른 지역에서 유래하여 강한 바람을 타고 해안선을 향해 운반됩니다. 해류. 최근 연구에 따르면 많은 해안 지역사회와 마찬가지로 플로리다 서부 지역도 조류 발생에 점점 더 취약해질 수 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 조류는 유출수, 비료 및 기후 변화로 인해 영양이 풍부하고 따뜻한 환경에서 번성하기 때문입니다.

해로운 녹조를 모니터링하고 예측하는 시스템은 멕시코만과 오대호를 포함한 많은 주와 해안 지역에서 이용 가능합니다. 국립해양대기청(NOAA)은 학계, 주, 부족 및 지방 파트너와 협력하여 해조류가 만발하는 계절에 일기 예보와 유사한 유해 녹조 예보를 개발하고 발표합니다.

K. brevis 사건은 조류가 높은 농도로 대량의 물고기를 죽이고 거북이, 해우, 새와 같은 해양 생물을 독살시킬 수 있는 강력한 신경독을 생성하기 때문에 특히 우려됩니다. 독소는 흡입되어 사람에게 호흡기 질환을 일으킬 수도 있고, 조개류에 축적되어 이를 섭취하는 사람에게 위장 질환을 일으킬 수도 있습니다.

조류가 광합성을 통해 먹이를 먹고 자라는 동안 K. brevis는 실제로 대기 오염을 측정하도록 설계된 TROPOMI를 포함한 일부 위성 기기에서 감지할 수 있는 태양 유도 형광(적색 SIF)이라는 희미한 붉은 빛을 방출합니다.

연구팀은 2018년부터 2020년까지 플로리다 서부 해안을 따라 획득한 TROPOMI 데이터를 조사한 결과, 이 장비가 이전 방법에 의존했던 조류에서 방출된 형광 정보보다 약 2배 더 많은 양의 형광 정보를 수집했다는 사실을 발견했습니다. 대양 색상. 자외선부터 단파 적외선까지의 빛을 측정하는 4개의 분광계를 포함한 TROPOMI의 고급 이미징 기능을 통해 얇은 구름 덮개를 관통하고 해양 표면을 더 자주 측정할 수 있습니다.

공간 기반 이점

과학자들은 자신들의 발견이 TROPOMI를 단독으로 사용하거나 Aqua 및 Terra 위성에 탑재된 NASA의 오랜 MODIS(중해상도 이미징 분광복사계) 장비와 같은 다른 지구 관측 도구와 함께 사용하는 것의 가치를 입증한다고 말했습니다. MODIS는 바다 색을 측정하며 현재 맑은 날 조류를 탐지하기 위해 플로리다 및 기타 지역의 환경 관리자가 사용하고 있습니다.

2024년 초 출시 예정인 또 다른 바다 색 도구는 이전과는 전혀 다른 방식으로 세계 해양 생태계를 관찰하게 될 것입니다. NASA의 PACE(플랑크톤, 에어로졸, 구름, 해양 생태계 임무)에서는 식물성 플랑크톤과 기타 해양 생물학, 대기 에어로졸 및 이전 센서보다 더 많은 파장의 구름을 연구합니다. 이러한 관찰은 해로운 조류의 출현뿐만 아니라 어업의 호황 주기와 상업 및 레크리에이션 산업에 영향을 미치는 기타 요인을 예측하는 데 도움이 될 것입니다.

“거의 20년 동안 해양 색상 센서는 위성 모니터링의 기초가 되었습니다. 유해한 조류가 번성합니다.JPL의 NASA 박사후 과정 연구원인 수석 저자 Kelly Luis는 말했습니다. “TROPOMI red SIF의 이번 적용은 위성 기술의 결합이 맑은 하늘 조건을 넘어 조기 경보 시스템을 어떻게 강화할 수 있는지를 보여줍니다.”

위성을 통한 조기 경보는 실제적인 이점이 있는 것으로 나타났습니다. 최근 사례 연구에 따르면 유타 호수에서 시아노박테리아를 조기에 발견하면 다음과 같은 결과가 발생하는 것으로 나타났습니다. 상당한 비용 절감 건강 관리, 근무 시간 손실 및 기타 경제적 손실에 관한 것입니다. 며칠간의 사전 경고는 공공 경보 및 해변 폐쇄를 포함하여 지상에서의 더 빠른 조치로 이어질 수 있습니다.