挪威卑尔根大学研究团队分析20年卫星数据发现,大太平洋垃圾带水域的蓝绿光亮度显著上升,呈现青色调。光学模拟显示微塑料具有强散射特性,该现象很可能是微塑料堆积所致,但仍需实地取样最终验证。
过去20年间,夏威夷与加利福尼亚之间的北太平洋海域,在蓝光与绿光波段的亮度持续增强。挪威卑尔根大学的研究团队指出,海水中微塑料颗粒的大量积聚可能是主要诱因。
该研究发表在《通讯-地球与环境》(Communications Earth & Environment)期刊上。研究人员分析了2002年至2022年间的三个独立卫星观测记录,所有数据均显示,大太平洋垃圾带(Great Pacific Garbage Patch)及其周边海域在蓝绿两波段存在统计学上显著的变亮趋势,两者叠加使水体呈现出青色调(Cyan)。

研究团队调用了三组海洋水色遥感数据:NASA Aqua 卫星的 MODIS 影像、欧洲航天局水色气候变化倡议(Ocean Colour CCI)数据集以及哥白尼计划 GlobColour。在北纬30度至40度之间——即微塑料通常最易聚集的区域——青色变化最为明显。20年间,部分水域的蓝光波段亮度增强了约10%,绿光波段增强了2%至4%。
研究作者之一 Shea Cheatham 表示,微塑料的光学特征非常特殊:它们在可见光谱范围内几乎不吸收光线,但具有极强的光散射能力。
科研人员随后对海水反射光进行了计算机模拟。在仅考虑浮游植物等自然因素变化时,模拟中出现青色变亮模式的概率仅为3%;当加入微塑料变量后,这一概率跃升至13%,提升了四倍以上。模型测算表明,每立方米海水只需含有约5毫克微塑料,就足以产生卫星可察觉的光学变化。
三套卫星数据在部分区域的表现并不完全一致。研究团队指出,MODIS 传感器随时间产生的漂移以及各大算法对大气校正方式的差异都会带来不确定性。此外,悬浮颗粒与溶解有机物大幅减少、浮游植物向更小体型演变等自然生态变动,同样可能导致类似的颜色改变,不能排除生态系统紊乱作为间接因素的影响。同时,上层水体中尺寸小于300微米的超细微塑料至今尚未被直接实测。
研究人员强调,卫星数据本身尚无法直接证实颜色转变“完全且仅由塑料引起”。下一步需要在垃圾带现场进行精密实测取样,尽管此类远洋作业难度大、成本高。一旦两者的因果关联得到最终确认,卫星水色监测未来有望成为从太空大范围追踪海洋微塑料污染的关键手段。
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