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绘制深海地图:探索的新时代

Esri海洋健康指数
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你知道吗,我们对月球、火星和金星的地图比对我们自己的海洋要精确得多?直到2017年,我们才能够帮助推进世界海洋的探索,推出了世界上第一张3D数字地图。

地图绘制和分析方面的新发展,以及对人类对环境影响的新意识,第一次为我们提供了在陆地和海洋上维持生命所需要的知识。

一种全新的地理空间意识正在被新技术推动,主要是充满人工智能的定位智能,并被转化为新一代数字地图。它们一起改变了我们对地方的感觉。

在3D制图之前的每一张海洋地图中,我们主要看到的是海洋表面。我们测量了海面温度。我们已经追踪到风在那个表面的移动。很少有人能看到海洋表面和海底之间的零星碎片。

但看到海洋真正的深度和复杂性正是我们所需要的,以便对加速的气候变化和人口需求做出反应。这是我们需要的,如果我们希望减少严重破坏或耗尽海洋资源的风险,如果我们希望保护世界渔业,或预测何时温暖的洋流会变成毁灭性的飓风。这是我们需要的,以阻止海洋变得更酸,破坏珊瑚礁和其他海洋生态系统,导致鱼类资源减少或转移到远不友好的水域。如果我们希望解决日益增长的塑料、废物和其他威胁海洋生物的污染物,这是我们需要的。

我们可以把今天的海洋看作是一个关键的解决方案,而不仅仅是气候变化的受害者——通过风能、海浪和潮汐等可再生能源。

当然,海洋是全球变暖的中心。它是地球的气候引擎——吸收了25%的二氧化碳排放,捕获了这些排放产生的大约90%的额外热量,产生了我们呼吸的大约50%的氧气。海洋是地球上最大的生物圈,是地球上80%生命的家园。我们可以把今天的海洋看作是一个关键的解决方案,而不仅仅是气候变化的受害者——通过风能、海浪和潮汐等可再生能源。

3D数字海洋将全球水团划分为37个不同的体积区域,称为生态海洋单元(EMUs),由最可能驱动生态系统健康和恢复的属性定义:温度;盐度;氧气;和营养水平。它们包括深、冷、含氧量低的水域,大约覆盖了世界海洋的四分之一,以及其他小得多的水域,如红海的上游水域或北半球几条河流的河口。

电动车组的绘图和表征为组织和理解海洋的物理、化学和生物特性和过程提供了一个新的空间框架。它们可以在所有已知的海洋深度区找到:上带(0到200米);中远洋(200至1000米);深海(1000至4000米);还有深海(深度超过4000米)。这些数据是在50年的时间里收集的5200万次全球测量数据得出的。多元统计方法将数据聚类,然后由领先的海洋学家对动车组进行验证。把它们当作原子元素来理解世界海洋是一个复杂的系统的系统。

3 d技术所有人都可以使用的底层数据也使得覆盖任何领域(如渔业或航运)的数据变得容易。重要的是,不仅科学家、环境管理人员、渔民和货主,普通的“公民科学家”也可以虚拟地在海洋中航行,观察海洋中各种参数(如盐度和氧气)的变化。有史以来第一次,任何人都可以从表面到海底进行探索。

除了陆地和沿海地区的“原子元素”,我们现在还有一种生态系统的元素周期表。它使我们能够分析、绘制、预测和干预陆地、海洋、淡水和整个地球的涌现生命,标志着一门新的“硬”科学——生态系统科学的进化迈出了重要的一步。

数组

自然保护区的生物多样性地图显示,90%的美国人生活在生物多样性高度重要的地区30英里内。

它来得正好。生态系统是紧急研究和政策问题的关键——这些问题没有明确的答案。气候变化对生态系统有什么影响?哪些生态系统易受气候和其他干扰(入侵物种或陆地和海洋利用)的影响?哪些生态系统应该优先保护?生态系统产品和服务的经济和社会价值是什么?生态系统在全球粮食和环境安全中扮演什么角色?要解决这些问题,就必须对全球生态系统的类型和位置有基本的了解,但这方面的知识普遍缺乏。

世界水生态系统的先进位置智能正在赋予一系列广泛的举措,包括:

  • 位置情报系统由Innovasea帮助选择适宜的养鱼地点。农民可以减少过度捕捞,鼓励水生生态系统恢复,帮助濒危物种恢复。根据联合国粮食及农业组织的数据,全球水产养殖业对粮食安全至关重要,因为到2050年,全球人口将增长到估计的97亿人。
  • 太平洋会计门户在空间上整合太平洋保护、恢复、恢复和治理的公共数据,捕捉其实时状况。它采用了环境经济核算体系,国内生产总值和其他经济指标都是从该体系中派生出来的。
  • 生物多样性重要性地图,即MOBI,是一套全面的栖息地模型,涵盖了美国周边地区2200多种濒危物种,包括动植物。它以人工智能“预测层”为特色,根据发展计划和环境因素预测物种生存能力。
  • 国家水模型该项目由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)运营,由大约7000项观测测量、每小时的降水预报和地貌特征驱动,估计了横跨美国大陆的270万条河流的水流。无论何时发生重大事件——从大坝坍塌到飓风——用户都可以在获得数据后的几分钟内模拟出洪水情况。
  • 海底2030年,两者之间的合作日本财团,海洋总水深图(GEBCO)和国际水文测量组织(International Hydrographic Organization)的目标是到2030年弥补我们对地球认识中一个长期存在的、危险的差距,即只有不到20%的世界海底被详细绘制了地图。
  • 海洋健康指数每年通过观察海洋提供的社会、生态和经济效益来评估海洋健康。它以100多个全球数据集为基础,这些数据集是海洋健康中心的基础,海洋健康中心将这些全球数据集与当地数据一起展示,并加快各国和区域在制定海洋政策和确定优先事项方面的进展。

当我们开始思考COVID-19的另一边是什么,并回归正常时,是时候重新评估我们作为地球管理员所做的事情了。在我们进入联合国海洋科学促进可持续发展十年之际,我们可以做到这一点,因为我们知道我们有能力扭转形势。

地理空间意识——一种“地方感”——不仅仅是一种主观感受。这是一门不断发展的科学,它使我们能够培育和维持世界各地的环境,反过来,它们也哺育和维持我们的环境。

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