如何監(jiān)測極地環(huán)境變化？
通過對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)，氣候的變化會影響海洋食物鏈上的魚類種群數(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，以及它們未來的變化趨勢對我們來說非常重要，這樣我們才能更好地評估對食物網(wǎng)其他生物的影響?！?/p>
浮游植物同時會影響地球的碳循環(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。這種吸收對地球上的生命至關(guān)重要，因為它減少了大氣中二氧化碳含量。
浮游植物的生長對海洋哺乳動物的繁殖有何影響？
Behrenfeld和來自弗吉尼亞州NASA蘭利研究中心以及其他幾個研究機構(gòu)的科學(xué)家們共同參與了此項研究。其成果發(fā)表在最近的《自然地球科學(xué)》雜志上。
這項新研究表明,浮游植物增長速度的增加會引起對其依賴的海洋哺乳動物的繁殖過剩。當(dāng)此現(xiàn)象發(fā)生時，會使得浮游植物的種群數(shù)量迅速增加。然而，增長速度一旦停止，哺乳動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)浮游植物的增長速度超過某個特定的增長閾值時才會造成繁殖過剩，同時當(dāng)增長速度再次低于閾值時過剩停止。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(CALIPSO)衛(wèi)星，使用激光入射海中進(jìn)行浮游植物的監(jiān)測。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。
蘭利研究員Chris Hostetler表示:“CALIOP改變了我們對空間海洋遙感的思考方式。現(xiàn)在我們可以對高緯度海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究，若在以前是完全無法做到的。”
海洋生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測通常是利用衛(wèi)星傳感器對從海洋表面反射回太空的光線進(jìn)行探測。由于有限的光能量和持續(xù)的云遮擋，這些儀器在監(jiān)測極地海洋浮游生物時存在許多問題。而新型系統(tǒng)的雷達(dá)通過發(fā)射的激光束能夠透過云層，日夜進(jìn)行照射和測量浮游植物。
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