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鍵特性的方法。在Applied Optics上發(fā)表的一篇論文報告說，使用基于激光的激光雷達工具來收集這些測量值的深度要比使用衛(wèi)星通常所能達到的深度還要深。

Bigelow的高級研究科學家Barney Balch說：“傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感方法可以收集有關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。”海洋科學實驗室，論文作者。“利用一種可以讓我們深入海洋的工具，就像擁有新的眼睛一樣。”

激光雷達使用激光發(fā)射的光來獲取有關海水中顆粒物的信息，就像蝙蝠和海豚這樣的動物使用聲音對目標進行回聲定位一樣。通過發(fā)出光脈沖并計時光束撞擊物體并反彈所需的時間，激光雷達可以感應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年航行的研究團隊由來自舊統(tǒng)治大學和比奇洛海洋科學實驗室的科學家組成。

Collister博士說：“激光雷達方法有可能填補我們從太空測量海洋生物學的能力中的一些重要空白?！?老自治領大學的學生?！斑@項技術(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。”

在緬因州灣，該小組使用激光雷達檢測和測量了碳酸鈣礦物質(zhì)的顆粒，收集了有關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)建了激光雷達系統(tǒng)可以識別的可識別特征。

Balch的研究團隊通過緬因州海灣北大西洋時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)驗為測試激光雷達系統(tǒng)提供了關鍵的背景信息，而該激光雷達系統(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理想的機會，可以對激光雷達系統(tǒng)進行試驗，并具有對水進行采樣并確切知道其中存在哪些物種的能力。” “激光雷達已經(jīng)在海洋中使用了數(shù)十年，但是，在確認的球石科植物花光內(nèi)部進行的研究很少(如果有的話)，這極大地改變了環(huán)境光的行為?！?/p>

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循環(huán)施加了巨大的控制力。研究它們是了解全球海洋動力學的關鍵，但是實地研究總是很昂貴的。研究小組確定，使用激光雷達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程估計球石藻種群，從而提高了他們收集有價值數(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。進一步的研究可能會建立一些方法，使衛(wèi)星也可以進行激光雷達測量。

“我們正在學習從位于水面上方的激光雷達系統(tǒng)中可靠地識別出海洋中的微粒，這是一筆巨大的交易，”舊統(tǒng)治大學的作者，教授Richard Zimmerman說。“這是一項重大進步，它將徹底改變我們表征和建模海洋生態(tài)系統(tǒng)的能力。”