Наблюдение за фитопланктоном из космоса

Исследователи из Института Альфреда Вегенера (AWI) разработали новый алгоритм, который позволяет использовать спутниковые данные для определения доминирующих типов фитопланктона в различных частях Мирового океана. Метод также помогает выявлять токсичные цветения водорослей и оценивать влияние глобального потепления на морской планктон, что важно для оценки качества воды и последствий для рыболовства.

Фитопланктон — основа морских экосистем, продуцирующая половину кислорода в атмосфере. Разные его группы выполняют различные функции: служат пищей, участвуют в химических процессах или фиксации питательных веществ. Некоторые виды могут образовывать токсичные цветения, опасные для рыб. Ранее спутники могли оценивать лишь общую концентрацию хлорофилла, но не различать типы планктона. Новый алгоритм впервые позволяет выделить информацию о пяти основных функциональных группах фитопланктона по данным дистанционного зондирования.

Ключевым параметром стала спектральная отражательная способность (reflectance) воды. Свет, отражённый от поверхности океана, несёт «оптический отпечаток» пигментов, характерных для разных групп фитопланктона. Алгоритм научился распознавать эти уникальные сигнатуры. Для его обучения команда провела кропотливый анализ, сопоставив около 12 000 наборов данных судовых измерений планктона со спутниковыми снимками тех же районов и времени.

Как отмечает ведущий автор Хунъянь Си, поммониторинга токсичных цветений и качества воды, «в будущем мы сможем определить, влияет ли изменение климата на распределение фитопланктона, — что крайне важно для прогнозирования последствий для экосистем». Исследование опубликовано в журнале Remote Sensing of Environment.