如何監(jiān)測(cè)極地環(huán)境變化？
通過(guò)對(duì)NASA繞地衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)極地食物網(wǎng)極小的環(huán)境變化都會(huì)顯著影響浮游植物的繁榮與蕭條、峰值和下降周期。而這些數(shù)據(jù)主要是由運(yùn)轉(zhuǎn)衛(wèi)星內(nèi)建的綠激光器發(fā)射激光入海收集獲得。
影響浮游植物繁榮與蕭條周期的因素？
這些研究結(jié)果將為生態(tài)系統(tǒng)管理，商業(yè)漁業(yè)提供數(shù)據(jù)，并幫助人類了解氣候和海洋生態(tài)系統(tǒng)。浮游植物的興衰取決于一系列因素，其中大部分都與氣候相關(guān)，氣候的變化會(huì)影響海洋食物鏈上的魚(yú)類種群數(shù)量?？仆呃苟砝諏萘⒋髮W(xué)的海洋浮游植物專家Michael Behrenfeld表示:“了解浮游植物數(shù)量繁榮與蕭條周期的影響因素，以及它們未來(lái)的變化趨勢(shì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要，這樣我們才能更好地評(píng)估對(duì)食物網(wǎng)其他生物的影響?！?/p>
浮游植物同時(shí)會(huì)影響地球的碳循環(huán)。作為光合作用的一部分，浮游植物吸收大量溶解在上層海洋中的二氧化碳并產(chǎn)生氧氣。這種吸收對(duì)地球上的生命至關(guān)重要，因?yàn)樗鼫p少了大氣中二氧化碳含量。
浮游植物的生長(zhǎng)對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的繁殖有何影響？
Behrenfeld和來(lái)自弗吉尼亞州NASA蘭利研究中心以及其他幾個(gè)研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們共同參與了此項(xiàng)研究。其成果發(fā)表在最近的《自然地球科學(xué)》雜志上。
這項(xiàng)新研究表明,浮游植物增長(zhǎng)速度的增加會(huì)引起對(duì)其依賴的海洋哺乳動(dòng)物的繁殖過(guò)剩。當(dāng)此現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)使得浮游植物的種群數(shù)量迅速增加。然而，增長(zhǎng)速度一旦停止，哺乳動(dòng)物追趕性地食用海洋植物，使得快速繁殖結(jié)束。
傳統(tǒng)理論認(rèn)為只有當(dāng)浮游植物的增長(zhǎng)速度超過(guò)某個(gè)特定的增長(zhǎng)閾值時(shí)才會(huì)造成繁殖過(guò)剩，同時(shí)當(dāng)增長(zhǎng)速度再次低于閾值時(shí)過(guò)剩停止。顯然新的理解與傳統(tǒng)理論相違背。
如何利用NASA監(jiān)測(cè)浮游植物？
NASA研制的正交偏振云-氣溶膠激光雷達(dá)(CALIOP) ，內(nèi)建于2006年發(fā)射的云霧激光雷達(dá)與紅外線引導(dǎo)衛(wèi)星觀測(cè)(CALIPSO)衛(wèi)星，使用激光入射海中進(jìn)行浮游植物的監(jiān)測(cè)。在2006至2015年期間科學(xué)家一直使用該儀器完成極地浮游植物監(jiān)測(cè)。
蘭利研究員Chris Hostetler表示:“CALIOP改變了我們對(duì)空間海洋遙感的思考方式?，F(xiàn)在我們可以對(duì)高緯度海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究，若在以前是完全無(wú)法做到的?！?/p>
海洋生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)通常是利用衛(wèi)星傳感器對(duì)從海洋表面反射回太空的光線進(jìn)行探測(cè)。由于有限的光能量和持續(xù)的云遮擋，這些儀器在監(jiān)測(cè)極地海洋浮游生物時(shí)存在許多問(wèn)題。而新型系統(tǒng)的雷達(dá)通過(guò)發(fā)射的激光束能夠透過(guò)云層，日夜進(jìn)行照射和測(cè)量浮游植物。
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