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   最近，一架經(jīng)過改裝的鷹眼（Learjet）飛機(jī)被投入五大湖藍(lán)藻生長監(jiān)控活動(dòng)。位于克萊溫島的美國宇航局（NASA）葛蘭（Glenn）研究中心是這架飛機(jī)的制造者。該研究所的研究人員正通過飛機(jī)上的攝像頭監(jiān)視五大湖表層藻類污染情況。其中，被盯得最緊的是伊利湖（Lake Erie）和休倫湖（Lake Huron）的薩吉納灣。NASA人員為什么要參與監(jiān)視藍(lán)藻預(yù)防呢？原來，他們是被美國海洋和大氣局（NOAA）請出來的。這是一次環(huán)保和太空技術(shù)的合作。
   這架飛機(jī)觀測藍(lán)藻污染的設(shè)備相當(dāng)先進(jìn)。觀測設(shè)備與圖像系統(tǒng)由葛蘭研究中心的工程師設(shè)計(jì)。這個(gè)圖像系統(tǒng)原本用于研究火星塵埃，安裝有一個(gè)名叫“高光譜”的超高清晰度科學(xué)攝像頭，通過這個(gè)攝像頭，科學(xué)家可以看到五大湖藍(lán)藻水華的細(xì)致圖像。

五大湖也有藍(lán)藻

   生態(tài)系統(tǒng)中大部分的藍(lán)藻都是無害的。但當(dāng)藍(lán)藻過度生長，形成水華時(shí)就煩人無比了。中國太湖、巢湖、滇池等湖泊出現(xiàn)的藍(lán)藻暴發(fā)事件就是眼前的例證。藍(lán)藻產(chǎn)生的水華可能會(huì)導(dǎo)致飲用水惡臭。更糟的是，有些藻類水華可能產(chǎn)生毒素，在人體和動(dòng)物體內(nèi)積聚進(jìn)而影響其健康。

   早在上世紀(jì)60年代，那些試圖在五大湖區(qū)域游泳或滑冰的人就受到了藍(lán)藻水華的影響。直到美國政府下令禁止在清潔劑和化肥中存有磷光體后，這一情況才得到改善。遺憾的是，在過去幾十年內(nèi)，大湖領(lǐng)域還是出現(xiàn)了藍(lán)藻中最危險(xiǎn)的銅銹微囊藻。這種藻里含有的特殊毒素可能損害人類的肝臟。不過到目前為止，還是沒有人能準(zhǔn)確說出到底為什么五大湖出現(xiàn)了藍(lán)藻。但科學(xué)家開列的“疑犯”名單包括城市垃圾、湖邊農(nóng)田化肥、化糞池溢出物、斑馬貽貝（zebra mussels）以及水源邊的家畜飼養(yǎng)行為。

   該現(xiàn)象一度讓當(dāng)?shù)卣蜕虡I(yè)領(lǐng)袖相當(dāng)緊張，因?yàn)槊绹蠛^(qū)給4千萬的居民提供飲用水，湖邊還設(shè)有超過500個(gè)休閑沙灘。

船太小，衛(wèi)星太遠(yuǎn)

   多年來，NOAA位于密歇根州的實(shí)驗(yàn)室一直負(fù)責(zé)調(diào)查五大湖藍(lán)藻水華問題。研究人員通過收集藍(lán)綠藻樣品，測量伊利湖和休倫湖薩吉納灣的藍(lán)藻毒素含量。當(dāng)藍(lán)藻毒素含量超過了世界衛(wèi)生組織建議的標(biāo)準(zhǔn)之后，他們就會(huì)通知當(dāng)?shù)匦l(wèi)生部門。

   五大湖是美國乃至全世界最大的湖泊，面積非常廣闊。如果只靠船只檢測，相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。2000年，葛蘭研究中心開始介入大湖區(qū)研究。來自俄亥俄州托萊多大學(xué)和博林格林州立大學(xué)的科學(xué)家開始用衛(wèi)星圖像來監(jiān)視藍(lán)藻。通過NASA的德拉（Terra）衛(wèi)星和亞夸（Aqua）衛(wèi)星發(fā)來的圖像，研究者分析湖面漂浮物的種類，并推測其毒素含量，結(jié)果與水樣品里測出的毒素含量一致。從那以后，NOAA更進(jìn)一步地信任了衛(wèi)星技術(shù)在水藻檢測方面的運(yùn)用，他們開始使用裝備了更加精確的圖像系統(tǒng)的Landsat地球檢測衛(wèi)星來檢測水華。[page_break]

   但是，衛(wèi)星檢測藻類水華也有一定的局限。葛蘭研究中心的視覺研究工程師里基（John Lekki）介紹，Landsat衛(wèi)星每隔8天才繞過大湖區(qū)一次，而在陰天的時(shí)候，衛(wèi)星可能什么圖像都拍不到。

   而飛行器攜帶的衛(wèi)星裝置檢測系統(tǒng)就可以在條件許可的情況下很快讓研究員捕捉到需要的圖像。

   邊飛行邊檢測的另一個(gè)好處是快捷。當(dāng)飛行員發(fā)現(xiàn)了一處可疑水華時(shí)，他們馬上報(bào)告給研究員，后者就可以立即收集水樣。“我們就像海洋和大氣局的空中之眼。”里基說，“這么大的區(qū)域要用船來檢測實(shí)在困難，所以我們就先告訴他們哪兒發(fā)現(xiàn)了水華，這樣他們的工作就輕了很多。接下來，他們就可以乘船直奔水華而去。”

暴露每種物質(zhì)的光譜

   NASA的成員在去年夏天駕駛著T-24號(hào)飛機(jī)第一次檢測五大湖。今年初秋他們又檢測了一次。里基和一組工程師親自改裝了飛機(jī)，在上面增加了一個(gè)附帶“高光譜”成像器的圖像系統(tǒng)。里基表示：“沒有任何機(jī)器能夠和它拍到圖像的具體程度相比。”

   高光譜成像器是由葛蘭研究中心的工程師制作而成，這個(gè)成像器可以將圖片切割成250種各種不同顏色構(gòu)成的圖像，從紫外線到紅外線的光譜都有。每張圖片都代表了一種特殊的光譜。如同每個(gè)人都有不同的指紋一樣，大湖里的物質(zhì)也都有著各不一樣的分譜特性。高光譜成像器就可以將所有的物質(zhì)暴露無疑地展示出來。

   NOAA目前正在分析成像器收集來的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)和水樣品及衛(wèi)星拍攝所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這么做是為了更精確地遠(yuǎn)程控制。不久的將來，人們就可以遠(yuǎn)距離監(jiān)測有害藻類水華的暴發(fā)前兆，及早通知當(dāng)?shù)厮畯S、海灘、船只、飛行員、滑雪者及任何想到大湖區(qū)來玩的人。

   “我們的工作能給地球提供一些幫助總是好的，尤其是這些幫助還是發(fā)生在我們的后院里。”里基說。