大数据帮助科学家观察海洋塑料环流的形成

当时，我正驾驶着一艘54英尺长的研究单桅船穿越北太平洋，穿过海洋中塑料污染最严重的地区之一的中心，我发现了第一块漂浮的塑料碎片。那是一个被太阳晒得褪色的橘黄色鱼箱的一角。几分钟后，我看到一大块白色的泡沫漂过，然后是一个粉红色的簸箕。接下来，有一个绿色的化妆品瓶子，但不久，它又是干净的深蓝色的海。

2016年11月，我在海上航行了近两周，和一群丹麦水手和科学家一起从加州航行到夏威夷。直到那天，我看到的唯一塑料是科学家们用蝠鲼拖网和其他取样设备从水中捞出的微小的“微塑料”碎片。但随着航行的进行，有几天我看到了许多更大的漂浮舢板，有时很少，有时一个也没有。众所周知，被称为环流的循环洋流将塑料集中在海洋表面的大片区域，但我想知道垃圾每天变化的背后是什么。

新研究一月份发表在《美国国家科学院院刊》上的文章可能有助于阐明我在海上目睹的这一现象。

迄今为止，科学家们主要认为漂浮的碎片集中在海洋的某些区域是由于表面洋流和风的结果。然而，在这项新研究中，科学家们追踪了部署在墨西哥湾的漂浮浮标的运动，并发现了塑料聚集的另一种方式:下沉，这发生在地表水下沉的地区，并被拉下来，就像浴缸的下水道，水向漩涡移动。

这项研究研究报告的主要作者埃里克·达萨罗(Eric D’asaro)说，新建立的下沉和漂浮碎片浓度之间的关系可以用来查明需要清理的海洋污染物的积累。这项研究是由墨西哥湾研究计划但它的研究结果可以应用于任何漂浮在海面上的东西，无论是溢出的石油还是塑料碎片。

华盛顿大学海洋学家达萨罗说:“它强调了浮力物质的分布可能是非常不均匀的……并为预测这些物质集中在哪里打开了可能性。”“如果你知道石油在哪里，就更容易回收。”

为了模拟迅速蔓延到大片海域的石油泄漏，研究人员将gps设备，环状的流浪汉浮标由一种叫做聚羟基烷烃酸盐(PHAs)的可生物降解塑料和更小的竹制漂流卡制成，设计用来随水流漂浮。这些浮标和卡片是在2016年冬天风暴肆虐的30天里，在墨西哥湾数百英里的海域上部署的。

为了追踪它们，科学家们利用卫星、氦气球和飞机拍摄高分辨率和红外图像。自动海洋滑翔机和其他仪器收集当地大气和海洋状况的实时数据，如水密度和风速。

科学家们的计算结果表明，实验中使用的326名漂流者和漂流卡中，有一半在8天内成群结队地移动到一个比足球场小的空间，而不是像科学家们预测的那样分散在一起。在这些区域，浮标的GPS数据显示出强烈的向下移动，好像它们被拉到了冲浪板下面在这些区域收集的大气和海洋数据证实了下沉涡的存在。

达萨罗说:“我真没想到会有这么多的趋同。”

这项最新的研究建立在一项类似但规模较小的2012年研究的基础上，该研究收集了有关海洋表面漂流物的数据。研究表明，在不同密度水团的区域- - - - - -盐度变化的温度或盐度变化的- - - - - -在海洋表面，漩涡汇聚并聚集漂浮的碎片。专家认为，这解释了本研究中在小尺度辐合区发现的漂流物的行为- - - - - -很可能就是我在海上看到的。

她说：“总的来说，我们对海盆尺度上的漂浮物堆积有很好的了解，但要解释非常小的尺度变化并不容易。”。“有趣的是，我们观察到- - - - - -从甲板上- - - - - -可能由所述机制造成的长排堆积碎片。”

如果有一种方法可以预测聚合区在哪里形成，集中的石油泄漏和塑料污染就可以更容易地追踪和清理。劳说，这种关于聚合区域的新知识还可能有助于营救失踪的船只或飞机，甚至可能有助于改进试图确定失踪船只、石油泄漏或塑料碎片集中的源头的模型。这可能最终有助于找到塑料污染问题的根源。

卡拉薰衣草法律他是海洋教育协会（Sea）的海洋学教授，没有参与这项研究，称这项研究是“非常成功的项目”

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