【遥感应用】NASA助力洛杉矶海岸线监测

2016年4月27日

在废水分流监测中，JPL科学家Cedric Fichot和Rebecca Trinh使用一个被称做“光学分析器”的水中仪器获取水里的叶绿素和其他有机物质信息。

图片提供：NASA/JPL—加州理工学院（Caltech）。

更大图像，请见：http://www.jpl.nasa.gov/images/earth/california/20160425/earth20160425b.jpg

　　2015年秋季，由于维修工作造成的洛杉矶水处理厂排放污水位置比平时更接近海岸，美国国家航空航天局（NASA）卫星观测帮助洛杉矶市及当地研究机构的科学家们监测圣塔莫尼卡湾受到的各种影响。对于这个城市来讲，这是一个利用卫星指引大量监测工作的机会。对于NASA来说，这是一个改进沿海环境研究卫星资料的机会。

　　位于加州普拉亚德尔雷伊的海伯利安污水处理厂由洛杉矶市卫生局运营。此处理厂平均日处理洛杉矶和其他几个城市的2.58亿加仑（980万升）污水。像加州海岸许多其他污水处理厂一样，海伯利安将处理过的废水或污水排向太平洋。

　　在超过50年的时间里，通过管道排放的处理后的废水通过一根管道流向圣塔莫尼卡湾离海岸5英里（8公里），深度为187英尺（57米）的海域，污水在那里与更深处的海水混合并扩散开来。常规监测表明这漫长的管道排放的污水没有扩散到附近休闲区海域。

　　可是在2015年秋季，这个排污管道必须关闭，进行6个星期的维修。这些处理后的废水需转向一个位于离岸1英里（1.6公里），水深为49英尺（15米）海域位置的老管道排放。在较浅和较暖的水域，污水流中的营养成分更有可能造成水质风险中的浮游生长增强问题。

　　为了保持在污水转移期间进行比平时更为紧密的海岸监测，洛杉矶环境监测部门呼吁南加州沿海海洋观测系统（SCCOOS）研究机构和加州帕萨迪纳NASA喷气推进实验室（JPL）提供帮助。SCCOOS 是收集海岸线科学数据并更好地为沿海海洋环境变化提供决策依据的11个国家观测小组之一。

　　结合5颗卫星仪器的观测数据和环境监测处及其他当地研究机构收集的海岸和船只数据，JPL提供相关污水流和藻类繁殖情况测量信息。

　　在NASA大学生发展计划（DEVELOP）项目的帮助下，JPL科学家Benjamin Holt和Michelle Gierach对南加州两次早期的污水改道卫星数据进行分析。为培养未来科学家，DEVELOP项目适用于进行重要环境问题研究的地球观测机构。Holt指出，几乎所有的卫星数据处理和分析都是由DEVELOP团队完成。研究人员开发和验证了卫星在哪些方面能够帮助监测沿海地区水质。研究人员能够对这次转移问题进行快速数据分析。基于1—2天的数据收集，研究人员就可以为海伯利安污水处理厂提供数据处理结果。

　　JPL小组使用NASA特拉（Terra）卫星上搭载的先进星载热发射和反射辐射仪（ASTER）、NASA水色（Aqua）卫星上搭载的中分辨率成像光谱仪（MODIS）、全球陆地卫星8号（Landsat-8）以及欧洲和日本的卫星影像。这些仪器提供海平面温度和粗糙度信息和改变海水清晰度的水中叶绿素和微粒信息。

　　通过结合遥感观测和船载测量结果，科学家们能够对污水转移范围和其对圣塔莫尼卡湾及其海岸线地区影响情况进行准确评估。

　　洛杉矶市水生物学家Curtis Cash通过举例说明卫星数据如何可以对污水流影响沿海水域问题进行更好地研究。藻华斑块位置起初是由地面观测者发现的。

　　Cash补充提到，卫星影像表明，藻华分布范围比研究人员想象的更为广泛，它可能是由地域性和自然性因素引起起和发展的，而不是污水流所导致的。污水流可能不会放大或催化形成一个自然事件。

　　Cash发现了卫星观测在他们环境监测处常规观测中的价值。他表示，研究人员将依靠今后获得的叶绿素影像来指引船载样本收集。如果在圣塔莫尼卡湾的一个特定地理区域表明出现藻华暴发迹象，研究人员能够对该地区进行资源配置，这样可以尽可能有效和广泛地监测藻华变化的进展情况。

　　Holt指出，污水转移监测也为NASA团队更好了解近海水域不同卫星影像价值提供了一个机会。NASA认为，这是关于沿海海洋应用影像资料方面一个独特的案例。

　　原文题目：A Real-life Bay Watch: NASA Helps Monitor LA coastline

　　资料来源：http://landsat.gsfc.nasa.gov/?p=12384

　（王化编译，殷永元审核）