Теңіз өсімдіктерін зерттеуге арналған SeaWiFS спутнигінің маңызы

Кіріспе

Жаһандық мұхит биологиялық деректерін жинауға арналған спутниктік сенсор SeaWiFS (Sea Viewing Wide Field of View Sensor) – жаһандық мұхиттың биологиялық деректерін жинауға құрылған спутниктік сенсор. 1997 жылдың қыркүйегінен 2010 жылдың желтоқсанына дейін жұмыс істеген оның басты мақсаты теңіз фитопланктоны (микроскопиялық өсімдіктер) тудыратын хлорофилл мөлшерін өлшеу болды.

Бағдарламалық жасақтама

NASA Ocean Color веб-сайты арқылы SeaWiFS деректерімен жұмыс істеуге арналған тегін бағдарламалық жасақтама ұсынады. Бұл бағдарламалық қамтамасыз ету SeaDAS (SeaWiFS Data Analysis System) деп аталады және спутниктік деректерді визуализациялау және өңдеуге арналған, 1, 2 және 3-деңгейлі деректермен жұмыс істей алады. Бұл бастапқыда SeaWiFS деректері үшін жасалған болса да, қазіргі кезде оның мүмкіндіктері көптеген басқа спутниктік дерек көздерімен де жұмыс істеу үшін кеңейтілді. SeaWiFS деректерін оқу және олармен жұмыс істеу үшін Matlab, IDL немесе Python сияқты басқа бағдарламалық қамтамасыз етулер мен бағдарламалау тілдерін де пайдалануға болады.

Қолданбалар

Әлемдік немесе өңірлік хлорофилл мөлшерін бағалау, демек фитопланктонды бағалау, климаттың өзгеруі мен балық шаруашылығы өндірісі үшін маңызды салдарларға ие. Фитопланктон климаттың өзгеруіне ықпал ететін негізгі фактор – көмірқышқыл газын сіңіруде зор рөл атқарады. Фитопланктонның бір бөлігі мұхит түбіне шөгіп, атмосферадан көмірқышқыл газын алып, оны кем дегенде мың жылға мұхиттың терең қабаттарында сақтап қалады. Сондықтан, мұхиттан алынатын бастапқы өнімнің деңгейі климаттың өзгеруін тежеуде маңызды рөл атқара алады. Ал негізгі өндіріс баяуласа, климаттың өзгеруі үдемеуі мүмкін. Кейбір ғалымдар фитопланктонның гүлденуін ынталандыру және атмосферадан көмірқышқыл газын алу үшін теңізге темір қосуды ұсынады. Бұл тәжірибелер жүргізілсе де, жүргізілмесе де, әлемдік мұхиттардағы хлорофилл концентрациясын бағалау және оның мұхиттың биологиялық айырбасындағы рөлі климаттың өзгеруін болжау және оған бейімделу қабілетіміз үшін өте маңызды болуы мүмкін. Фитопланктон – мұхит азық тізбегінің негізгі құрауышы, ал океанографтар мұхит хлорофилі мен балық шаруашылығы өндірісі арасындағы байланысты біраз уақыттан бері зерттеп келеді. Фитопланктонның теңіз балықтарының өнімімен байланысы азық тізбегіндегі трофикалық деңгейлердің санына және олардың тиімділігіне байланысты. Фитопланктоннан коммерциялық балық аулауға дейінгі трофикалық байланыстар мен трофикалық тиімділік деңгейлерінің бағалаулары кеңінен талқыланды, бірақ олардың негізділігі әлі толыққанды дәлелденбеді. Соңғы зерттеулер көрсеткендей, фитопланктон мен балық шаруашылығы өнімі арасындағы оң байланысты модельдеуге болады және оны тиісті масштабта қарастырғанда өте жоғары корреляцияны көрсетуі мүмкін. Мысалы, Уэр мен Томсон (2005) жергілікті балық өнімінің (тонна/км²) мен орташа жылдық хлорофилл концентрациясының (мг/м³) арасындағы r² көрсеткіші 0,87-ге жететінін анықтады. Басқа зерттеулерде Тынық мұхитының Хлорофилл фронтының ауысу аймағы (хлорофилл тығыздығы 0,2 мг/м³) логгерхед бетегесінің таралуының маңызды факторы екені анықталды.

Estimating the amount of global or regional chlorophyll, and therefore phytoplankton, has large implications for climate change and fisheries production. Phytoplankton play a huge role in the uptake of the world's carbon dioxide, a primary contributor to climate change. A percentage of these phytoplankton sink to ocean floor, effectively taking carbon dioxide out of the atmosphere and sequestering it in the deep ocean for at least a thousand years. Therefore, the degree of primary production from the ocean could play a large role in slowing climate change. Or, if primary production slows, climate change could be accelerated. Some have proposed fertilizing the ocean with iron in order to promote phytoplankton blooms and remove carbon dioxide from the atmosphere. Whether these experiments are undertaken or not, estimating chlorophyll concentrations in the world's oceans and their role in the ocean's biological pump could play a key role in our ability to foresee and adapt to climate change. Phytoplankton is a key component in the base of the oceanic food chain and oceanographers have hypothesized a link between oceanic chlorophyll and fisheries production for some time. The degree to which phytoplankton relates to marine fish production depends on the number of trophic links in the food chain, and how efficient each link is. Estimates of the number of trophic links and trophic efficiencies from phytoplankton to commercial fisheries have been widely debated, though they have been little substantiated. More recent research suggests that positive relationships between and fisheries production can be modeled and can be very highly correlated when examined on the proper scale. For example, Ware and Thomson (2005) found an r2 of 0.87 between resident fish yield (metric tons km 2) and mean annual concentrations (mg m 3). Others have found the Pacific's Transition Zone Chlorophyll Front (chlorophyll density of 0.2 mg m 3) to be defining feature in loggerhead turtle distribution.