На пути к интегрированной системе наблюдений за морским мусором

Пластмассы и другие искусственные материалы создают новые риски для здоровья океана. Антропогенный мусор переносится на большие расстояния и повсеместно встречается в воде и на береговой линии, однако наблюдения за его источниками, составом, путями переноса и распределением в океане остаются очень ограниченными и неточными. Общие объемы пластмасс и другого антропогенного мусора в океане и на побережье, временные тенденции их изменения на фоне экспоненциального роста производства, а также процессы деградации, вертикальные потоки и временные масштабы в значительной степени неизвестны. Современные модели циркуляции океана не способны точно моделировать дрейф мусора из-за сложной гидродинамики этого процесса. В статье обсуждается структура будущей интегрированной системы наблюдений за морским мусором (IMDOS), необходимой для долгосрочного мониторинга состояния антропогенного загрязнения и поддержки оперативных мероприятий по снижению воздействия на экосистему и безопасность морской деятельности. Предлагаемая система наблюдений объединяет дистанционное зондирование и наблюдения in situ. Модели также будут использоваться для оптимизации структуры системы и, в свою очередь, постепенно совершенствоваться с помощью продуктов этой системы. Технологии дистанционного зондирования обеспечат пространственно согласованный охват и непрерывные временные ряды наблюдений в масштабах от локального до глобального. Для измерения различных типов мусора будут применяться оптические датчики, включая системы визуализации высокого разрешения, мультиспектральные и гиперспектральные сенсоры, технологии флуоресценции и рамановской спектроскопии, а также радиолокационные системы с синтезированной апертурой (SAR). Они будут размещаться на различных платформах — от ручных устройств до судовых, буйковых, авиационных и спутниковых сенсоров. Для калибровки и валидации дистанционных сенсоров, а также мониторинга распространения пластикового загрязнения и другого морского мусора будет создана сеть наблюдений in situ, включающая сообщения волонтеров, гражданских ученых и судов попутного плавания. IMDOS будет взаимодействовать с другими системами наблюдений, отслеживающими физические, химические и биологические процессы в океане и на побережьях, состояние экосистем, морскую деятельность и безопасность, дрейф морского льда и другие факторы. Синтезированные данные будут поддерживать инновационные междисциплинарные исследования и служить разнообразному сообществу пользователей.