作者索菲·贝茨,美国宇航局戈达德太空飞行中心 从太空看,大量的蓝细菌看起来像水体中的绿色条带或斑块——就像9月8日陆地卫星捕捉到的伊利湖水华
26, 2017
信用:约书亚·史蒂文斯/美国国家航空航天局地球观测站使用来自美国的陆地卫星8号数据
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地质调查 农业中使用的肥料含有大量的养分,如磷,以帮助作物生长
但是,如果农业径流流入附近的河流、湖泊或沿海水域,这些相同的营养物质会导致不必要的植物生长,并可能损害几英里外的生态系统
这些效应代表了地球系统不同部分连接的众多方式之一
像河流和小溪这样的水道是连接数百至数千英里以外地区的天然公路
它们也是鱼类和其他水生生物的重要生态系统,也是饮用水的来源和人们的娱乐场所
美国国家航空航天局及其合作伙伴的地球观测卫星有一个独特的视角来研究水和Earth系统其他部分之间的联系,并有独特的优势来帮助研究人员解决这些联系的后果,即水质
大多数水体含有被称为蓝细菌的微观光合作用生物,在正常水平下是无害的
单个蓝细菌很小,只有在显微镜下才能看到
但是某些条件——大量的阳光、死水和大量的营养物质,比如肥料中的营养物质——使得蓝细菌数量呈指数增长
结果是从太空中可以看到浑浊的绿色水
这些被称为有害藻华的事件会导致经济损失和水质恶化,并对人类和动物的健康构成威胁
从太空来看,美国国家航空航天局和美国地质勘探局的陆地卫星8号等卫星可以帮助科学家识别湖泊或河流中藻类水华形成的位置
这是一个复杂的数据分析过程,但研究人员正在自动化这个过程,以便全国的资源管理人员可以使用卫星数据来识别潜在的问题
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 绿色湖泊和卫星 蓝细菌有一种叫做叶绿素-a的光合作用色素,当从太空看时,它给海藻带来绿色
卫星可以测量水体中叶绿素a的浓度,使科学家能够估计水中蓝细菌的数量
几颗地球观测卫星被用来从空间监测藻华:美国航天局的Terra和Aqua卫星、美国航天局/美国地质勘探局的联合陆地卫星以及欧洲航天局的哥白尼哨兵-2和哥白尼哨兵-3卫星
通常使用哪一种取决于卫星仪器的分辨率,以及哪一颗卫星在正确的时间越过藻类密集区来捕捉无云图像
有害藻华通常很难预测
美国国家航空航天局是一个多机构蓝藻评估网络(青色项目)的一部分,该网络包括环境保护局(环保局),国家海洋和大气管理局(诺阿)和美国航天局
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地质调查局(USGS),以监测有害藻类水华和其他水质问题
2021年,美国国家航空航天局将发射陆地卫星9号,获得另一颗地球观测卫星,帮助跟踪太空中的藻华
2017年6月20日,美国国家航空航天局/美国地质勘探局的陆地卫星8号拍摄的犹他州湖泊图像
犹他州普罗沃附近右侧较暗的绿色区域显示了大部分藻类密集的地方
荣誉:劳伦·多芬的美国国家航空航天局地球观测台图像,使用美国地质勘探局的陆地卫星数据和布莱克·谢弗/环保局提供的数据 有害藻华的代价 在藻类大量繁殖的过程中,水被丛生的绿色浮渣覆盖,并散发出霉味
游泳和水上运动等水上娱乐活动通常会暂停,直到蓝藻水平恢复到安全水平
有害藻华还会导致一个不太明显的领域的经济损失:医疗保健
美国国家航空航天局资助的一项研究发现,及早发现有害藻类大量繁殖,可以节省大量医疗费用、工时损失和其他经济损失,总计约37万美元
这项发表在《地球健康》杂志上的研究聚焦于2017年犹他州湖泊的藻华
研究小组比较了两种情况下的经济损失:一种是真实世界的情况,其中卫星探测到了水华,另一种是假设的情况,其中决策是基于人类观察者和现场测试
卫星数据显示,犹他州公共卫生官员在2017年6月29日前及时张贴警告海报,提醒游客划船时要小心,不要游泳或滑水,以及如何安全捕鱼
在假设的场景中,科学家们计算了如果官员们等待人类观察员报告水华并通过现场测试进行确认,然后在7月6日张贴告示,会发生什么
根据卫生经济学模型,这一长达一周的延迟将花费37万美元,这表明及早发现有害藻类大量繁殖将大大节省医疗保健和其他经济成本
有害藻类大量繁殖对鱼类和其他野生动物以及人类健康构成威胁
在藻华爆发期间,蓝细菌呈指数增长
这种藻类在分解时会耗尽水中的氧气,从而减少水中溶解氧的含量,并会使鱼类和其他水生动物窒息
最严重的情况导致大量鱼类死亡
2016年,佛罗里达的一些泻湖被海藻爆发后数千条死鱼翻过来的白色腹部遮住了
诸如此类的例子提醒我们,地球上的生态系统是相互关联的,地球上某个地方的行动会对其他生态系统和人类产生下游影响
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