伍文靓
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雷锋网注：图中为俄勒冈州德波湾冲刷的微塑料碎片（美联社）
近年来，海洋污染的问题愈发严重。
其中，塑料垃圾是重要的污染源——预计到 2030 年，某些海洋区域中塑料（包括微塑料）的数量将增加一倍，覆盖地球表面 71% 的海洋生态环境将遭到更为严重的破坏。而且，目前世界上已有近 700 种水生物种受到微塑料的不利影响，包括海龟、企鹅和其他甲壳类动物。
不过在全球范围内，如何真正量化这一问题的严重程度仍然是一个挑战。
直到最近，两名研究员提出了一种新方法可以通过卫星来远程追踪海洋中的塑料垃圾，甚至是塑料碎片，从而发现了海洋中微塑料浓度的季节性流动现象。
自上世纪 50 年代以来，全球塑料的年产量每年都在稳步增长，在 2018 年达到 3.59 亿吨。与此同时，巨量的塑料垃圾正在从陆地转移至海洋。
进入海洋环境的塑料可能会保留数百年和数千年，在此期间它们会由于机械和光化学过程而破碎，形成微塑料（< 5 毫米）或纳米塑料（< 1 微米）。近几十年来，科学家们也确实观察到了微塑料漂浮物的数量激增，一些密度较大的材料则会下沉，破坏海底生态环境。
另外，微塑料能够积聚和释放危险的有机污染物，而其尺寸特征容易导致水生生物误食，一旦水生生物体内的有毒废物堆积，很有可能会通过食物链给人类带来健康问题。
水生环境中塑料垃圾的存在会对旅游业、航运、拖网捕捞和鱼类养殖等多个产业带来潜在的威胁。解决微塑料的危害迫在眉睫，但传统的采样方法已经不能够全面地反映出问题的严重性。
Madeline Evans 是密歇根大学气候空间科学与工程系的研究助理。过去的几年里，他与 Christopher Ruf 教授进行合作，基于美国宇航局的气旋全球导航卫星系统（CYGNSS），使用双基地雷达来追踪海洋中的微塑料。
Christopher Ruf 透露，这一解决方案的底层逻辑在于微塑料的存在会对海洋表面产生某些影响，比如，漂浮大量微塑料的海域对风速的反应更弱，海面「粗糙度」更小。
因此，两名研究员试图通过当地的风速，来确认相应的海域是否有大量微塑料存在，并研究了 CYGNSS 对海洋表面粗糙度的测量结果与预测值的偏差。
事实验证了他们的方法。
而且，现有的模型可以提供微塑料污染程度和范围的静态快照，而使用 CYNGSS 后则可以用来实时了解微塑料浓度。
雷锋网注：图中红色部分为严重程度的微塑料污染
在上述基础上，两位研究人员进一步发现，北印度洋的微塑料浓度往往在冬末春初最高，夏初最低；在大太平洋垃圾带（Great Pacific Garbage Patch，微塑料的浓度在夏季最高，在冬季最低——具有非常显著的季节性变化。
测量结果的季节性变化让人吃惊。在开始这个项目之前，两位研究员一直认为海域内塑料垃圾的浓度是相对静态的，“通过时间来推测微塑料浓度以前从未实现过。”
不过，不能用微塑料的直接取样来验证该方法仍然是一个主要的限制。Christopher Ruf 和 Madeline Evans 目前服务于海洋垃圾和微塑料遥感的全球任务小组，帮助改进对于海洋垃圾的测量。
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雷锋网注：本文编译自
https://spectrum.ieee.org/tech-talk/sensors/remote-sensing/scientists-track-the-flow-of-microplastics-in-the-ocean-from-space
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