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NASA-NOAA 遥感技术将帮助应对海洋溢油

 

 

来源:美国国家航空航天局(NASA)                                            发布时间:2021年12月14日

 

       美国国家航空航天局(NASA)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)正在合作测试用于溢油应急响应的遥感技术。

       在美国加州圣巴巴拉海岸附近,每天有数千加仑的石油从海底的裂缝中渗出上浮至海面。该区域是全球最大的天然形成的石油渗漏区之一,并已持续了数千年。其渗漏的稳定性使该地区成为科学家重要的天然实验室,包括那些参与海洋溢油厚度项目(MOST)的科学家。

       MOST项目是2018 年NASA与马里兰大学以及NOAA、美国海岸警卫队、私营部门以及加拿大和挪威研究人员的一项合作,制定海洋溢油厚度提案,旨在生成可实际应用的自动溢油检测,以及溢油地理空间分析和石油厚度表征应用。2019 年,NASA的灾害项目选择了这一概念来实施,启动了为期四年的MOST项目。

       MOST 团队正在努力为NOAA开发使用遥感数据来确定溢油地点以及确定最厚油膜位置的新方法,这是指导溢油响应和修复活动关键缺失的部分之一。

       美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室的MOST 联合研究员表示,他们使用NASA的无人机合成孔径雷达(Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture RadarL  UAVSAR)来表征海面油膜中油的厚度。虽然UAVSAR是用于测量地球表面的变化而开发,而跟踪或表征石油已被证明是有价值的。

       UAVSAR可收集大约12 英里宽的区域图像。SAR将雷达脉冲向下发送到海洋表面,反射回来的信号用于检测海浪引起的海面粗糙度。当油膜存在时,会抑制波浪,形成更光滑的水域。在SAR图像中,这些光滑的油性区域看起来比周围的干净海面更暗。与典型的卫星SAR相比,UAVSAR对石油覆盖区域的低回波更为敏感。能够识别石油并计算出存在的石油浓度。

       随后必须验证空中观测结果,这意味着必须乘船前往观测区域手动测量油的厚度。作为验证的另一个关键层,该船部署了携带光学传感器的无人机,该无人机能够在更大范围内观察浮油并测量其厚度。

       尽管UAVSAR在溢油厚度检测方面的功能非常有效,但让无人机飞过每一处浮油是不切实际的。因此,一旦春季和秋季实地考察的数据得到验证,该仪器将用于训练算法以自动根据SAR数据计算油膜厚度。

       下一步,UAVSAR是即将到来的名为NASA-ISRO 合成孔径雷达或NISAR 卫星任务的原型,该卫星是由美国国家航空航天局和印度空间研究组织(ISRO) 合作开发。如果一切按计划进行,海洋溢油厚度项目期间开发的方法、数据和算法可以应用于新任务。

       接下来的计划是,在海洋溢油厚度项目结束后两年左右,研发一个原型系统,用于检测NOAA在溢油应急响应期间可以使用和分发的油膜厚度信息,并通过NASA与NOAA的合作,将溢油信息传递给那些可以实际使用这一系统的用户。

 

 

原文链接:NASA-NOAA Tech Will Aid Marine Oil Spill Response

编译:穆珂  审校:李学荣