【遥感应用】哨兵2号卫星观测蓝藻暴发
来源: http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-2/Sentinel-2_catches_eye_of_algal_storm/(print)
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2016-04-06

2015年9月4日

哨兵2A(Sentinel-2A)卫星在轨仅仅数周,传回的波罗的海地区的藻华暴发新影像表明其作用已超过预期。作为土地监测的一项重点任务,哨兵2号(Sentinel-2)将会找到进行海洋应用的新途径。

2015年8月的温暖天气和平静海面增加了波罗的海中部地区生物活性量。芬兰藻类监测服务机构Alg@line报告这一期间该地区蓝藻大面积泛滥。

波罗的海地区面对许多影响生态系统、水产养殖和旅游业发展的严重环境问题,如:有毒污染物、深水地区缺氧、有毒蓝藻大量繁殖等问题。

情况非常恶劣,为了改善海洋状态,保护波罗的海地区海洋环境的赫尔辛基公约于1974年产生。自此,波罗的海的健康状况得以明显提升。

藻华

2015年6月23日,Sentinel-2A卫星发射升空,主要任务是为欧洲哥白尼环境监测计划进行土地和植被监测。这颗卫星搭载了覆盖13个光谱波段以及幅宽为290公里的高分辨率仪器。

在卫星监测沿海地区海洋生物时发现,此卫星的观测仪器作用已经超过预期,2015年8月7日波罗的海中央地区的壮观影像揭示了10米空间分辨率的藻类过度繁殖精致细节。

波罗的海的藻华通常在海里显示为随密度渐变的一滩黄绿色汤状或一团蓝绿色混乱线状。在这些新影像上,清晰可见这些条痕和细丝、涡流和相关生物活性场景。

蓝藻细菌与藻类近似,在含磷的水中迅速成长。水温高、阳光充足、风平浪静的天气经常导致威胁生态系统、水产和旅游业的特大藻华暴发现象。

不同物种间存在的有毒物质不同,同一物种间也有不同。因此,许多研究团队利用船载工具对此地区藻华状态进行监测。

波罗的海藻华

然而,卫星可以提供一览性的视图,船只却不能提供。

Sentinel-2A卫星10米多波段空间分辨率使哥白尼项目可以监测此地区的生物活性情况。虽然该卫星能够优化土地观测应用,它显然是一个监测水色的有效工具。

从上图中可以清晰看到一艘船处于这个海藻暴发地区的“眼窝”位置。船舶轨迹是可见的,带有直线黑暗特性,这是由于船舶螺旋桨与水混合,形成湍流,扰动海藻区而形成。

生物活性小尺度细丝解释了海洋锋面密度和海洋动态垂直运动现象。

欧洲空间局(ESA)海洋研究科学家Craig Donlon指出,Sentinel-2A生物活性多光谱成像仪提供的数据比当前海洋预报数值系统具有更高空间分辨率的特性。这将为监测潜在毒藻华暴发提供独特及补充数据。为了营建安全水产养殖和旅游业,研究人员需要更好地掌握海洋生态系统及海洋表层的动力学知识,这些在Sentinel-2A影像中的海洋水平面结构观测中得到了展示。

生物内波

例如,影像中藻华的线性特性说明有内波存在。当这些波传送和破坏时,藻华激起水柱上层能量,与典型的贫氧较深水域进行混合,导致藻华分布情况产生变化。

ESA全球洋流(GlobCurrent)科学项目牵头人Betrand Chapron补充提到,研究面临的挑战在于Sentinel-2卫星数据与其他卫星数据协同整合问题。为了尽量增强对生态系统发展情况的了解并为决策者提供有害藻华暴发的预警,需要整合数据,包括哨兵1号(Sentinel-1)卫星数据和即将到来的哨兵3号(Sentinel-3)卫星任务数据。Sentinel-2观测到的小尺度水平结构神奇影像图所展示的海洋上层垂直活动,以及了解与洋流及动力相关的多尺度相互作用的各种海洋现象,是支撑哥白尼海洋环境监测服务运行的前沿科学。

海洋数据研究室研究人员Fabrice Collard指出,为了发掘和分析Sentinel-1、2、3卫星与其他卫星以及和地面测量与模型数据集相结合的协同能力,一个海洋虚拟实验室正在建设中。这将能够使Sentinel-2卫星数据在卫星调试完毕后立即投入开发使用。

 

原文题目:

Sentinel-2 Catches Eye of Algal Storm

资料来源:

http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-2/Sentinel-2_catches_eye_of_algal_storm/(print)

 

(王化编译、殷永元审核)