研究人員已經(jīng)提出了一種新的方法來觀察海洋深處，建立了一種檢測光藻并利用光測量關(guān)鍵特性的方法。在Applied Optics上發(fā)表的一篇論文報(bào)告說，使用基于激光的激光雷達(dá)工具來收集這些測量值的深度要比使用衛(wèi)星通常所能達(dá)到的深度還要深。
Bigelow的高級(jí)研究科學(xué)家Barney Balch說：“傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感方法可以收集有關(guān)上層海洋的廣泛信息，但衛(wèi)星通常無法'看到'比海面五，十米深的地方。”海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，論文作者?！袄靡环N可以讓我們深入海洋的工具，就像擁有新的眼睛一樣。”
激光雷達(dá)使用激光發(fā)射的光來獲取有關(guān)海水中顆粒物的信息，就像蝙蝠和海豚這樣的動(dòng)物使用聲音對目標(biāo)進(jìn)行回聲定位一樣。通過發(fā)出光脈沖并計(jì)時(shí)光束撞擊物體并反彈所需的時(shí)間，激光雷達(dá)可以感應(yīng)到水中的藻類等反射性顆粒。
首席研究作者布萊恩·科利斯特(Brian Collister)使用艦載激光雷達(dá)系統(tǒng)檢測藻類，并了解海洋深處的狀況，這比衛(wèi)星所能測量的要深。這次2018年航行的研究團(tuán)隊(duì)由來自舊統(tǒng)治大學(xué)和比奇洛海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家組成。
Collister博士說：“激光雷達(dá)方法有可能填補(bǔ)我們從太空測量海洋生物學(xué)的能力中的一些重要空白。” 老自治領(lǐng)大學(xué)的學(xué)生?！斑@項(xiàng)技術(shù)將為上層海洋中的生物分布提供新的思路，并使我們能夠更好地了解它們在地球氣候中的作用?！?/p>
在緬因州灣，該小組使用激光雷達(dá)檢測和測量了碳酸鈣礦物質(zhì)的顆粒，收集了有關(guān)球墨石藻大量繁殖的信息。這些藻類被碳酸鈣板包圍，碳酸鈣板為白色且反射率高。這些板以獨(dú)特的方式散射光，從根本上改變了光波的定向方式，并創(chuàng)建了激光雷達(dá)系統(tǒng)可以識(shí)別的可識(shí)別特征。
Balch的研究團(tuán)隊(duì)通過緬因州海灣北大西洋時(shí)間序列研究了緬因州海灣已有二十多年了。他們在該生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)和鑒定藻類的經(jīng)驗(yàn)為測試激光雷達(dá)系統(tǒng)提供了關(guān)鍵的背景信息，而該激光雷達(dá)系統(tǒng)竟然是該地區(qū)近30年來觀測到的最大的巨石藻爆發(fā)。
Balch說：“這次航行為我們提供了一個(gè)理想的機(jī)會(huì)，可以對激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并具有對水進(jìn)行采樣并確切知道其中存在哪些物種的能力?！?“激光雷達(dá)已經(jīng)在海洋中使用了數(shù)十年，但是，在確認(rèn)的球石科植物花光內(nèi)部進(jìn)行的研究很少(如果有的話)，這極大地改變了環(huán)境光的行為。”
球墨鏡在全球海洋中壯成長，并對塑造地球的生物地球化學(xué)循環(huán)施加了巨大的控制力。研究它們是了解全球海洋動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵，但是實(shí)地研究總是很昂貴的。研究小組確定，使用激光雷達(dá)可以潛在地使研究人員在不停止船上收集水樣的情況下遠(yuǎn)程估計(jì)球石藻種群，從而提高了他們收集有價(jià)值數(shù)據(jù)的能力，從而節(jié)省了寶貴的船期資金。
該研究小組還在海洋環(huán)境中測試了這種方法，其中包括Sargasso海的清澈深度和紐約市海岸附近的渾濁水域。他們發(fā)現(xiàn)它在這些多樣化的環(huán)境中是有效的。激光雷達(dá)系統(tǒng)探測海洋的深度比依靠太陽的無源衛(wèi)星遙感技術(shù)高三倍。進(jìn)一步的研究可能會(huì)建立一些方法，使衛(wèi)星也可以進(jìn)行激光雷達(dá)測量。
“我們正在學(xué)習(xí)從位于水面上方的激光雷達(dá)系統(tǒng)中可靠地識(shí)別出海洋中的微粒，這是一筆巨大的交易，”舊統(tǒng)治大學(xué)的作者，教授Richard Zimmerman說?！斑@是一項(xiàng)重大進(jìn)步，它將徹底改變我們表征和建模海洋生態(tài)系統(tǒng)的能力?！?/p>
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