夏威夷陆战队基地——无论是来自基拉韦厄火山的有害气体，还是环绕岛链海底蔓延的生机勃勃的珊瑚礁，本月夏威夷的生态系统都正受到严密的科学审查。
研究人员正在这里使用 NASA 的高空飞机收集数据，这些飞机配备了可以捕捉可见光和红外辐射的摄像头。其中一架飞机 ER-2 可以翱翔至 67,000 英尺，正如 NASA 系统工程师迈克尔·墨丘里所说，那是“太空边缘”。墨丘里在一个媒体简报会上解释了这个项目，该简报会于周三（2 月 8 日）在此地举行，他说，从那个高度，在每天飞越岛屿的航班上，摄像头拍摄的图像会被科学家们拼接在一起并进行分析。[地球图片：来自太空的地球标志性图像]
目前在夏威夷进行这项工作的目标是找到使用这些测量结果的最佳方法，以获得关于火山活动和珊瑚礁健康的新见解。例如，研究夏威夷活火山的科学家们正试图改进他们的模型，以精确预测由基拉韦厄火山气体形成的“火山烟雾”何时以及如何笼罩夏威夷的城市，而不是吹向太平洋。其他研究珊瑚礁生态系统的研究人员正在使用来自高空飞行的图像，以更好地了解水质的哪些方面决定了繁荣的珊瑚礁和藻类过度生长的珊瑚礁之间的差异。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
但还有一个更大的目标。NASA 计划在 2022 年发射一颗地球观测卫星进入近地轨道。该项目被称为HyspIRI 任务（或高光谱红外成像仪），将为研究人员提供地球表面的图像，这些图像类似于现在在夏威夷和世界各地生态系统中收集的图像。
目前在夏威夷的项目将帮助研究人员弄清楚哪些仪器和设备对他们的工作最有用，并且应该将哪些仪器和设备装载到卫星上。
最终，该卫星不仅可以用于收集关于火山和珊瑚的数据，还可以用于收集许多其他随时间推移改变地球表面的特征的数据，例如摧毁植被的野火、冰川冰层变薄或农田健康状况的变化。
一旦 HyspIRI 卫星就位，研究人员计划将其与机载或地面仪器结合使用。“卫星可能会发现一些新的东西，[并] 指引我们用飞机去新的地方，”NASA 机载科学项目副主任兰迪·阿尔伯特森告诉《生命科学》。[色彩缤纷的造物：令人难以置信的珊瑚照片]
与此同时，夏威夷项目正在全面展开。在珊瑚项目中，机载仪器拍摄的图像可以帮助研究人员发现珊瑚礁颜色的变化，华盛顿特区海军研究实验室的海洋学家史蒂文·阿克尔森说，他目前在夏威夷参与该项目。
“珊瑚色素来自虫黄藻和珊瑚本身，”阿克尔森告诉《生命科学》，他使用了科学术语来指代与珊瑚虫共生的藻类生物。“颜色指示健康状况，”他说。
他说，研究人员想弄清楚从图像中提取信息以确定珊瑚健康状况的最佳方法。例如，科学家们希望更多地了解为什么某些类型的虫黄藻比其他类型的虫黄藻更能耐受水温升高。他说，答案可能与不同类型虫黄藻之间的叶绿体差异有关。
NASA 喷气推进实验室的地球科学研究员文森特·雷亚尔穆托说，从事火山项目的研究人员正在使用这些图像来更好地研究基拉韦厄火山升起的火山羽流的成分，以及羽流扩散时成分如何变化。
雷亚尔穆托说，该项目的一个关键部分是研究羽流如何影响夏威夷的空气质量。
例如，火山研究人员试图用新数据回答的一个问题是，火山排放的二氧化硫气体变成气溶胶的速度有多快，这意味着它与其他化合物结合形成颗粒物，而颗粒物可能对人体健康有害。
雷亚尔穆托说，目前的估计是这个过程需要 10 个小时。但这个估计非常粗略。“当地温度、湿度、地形——所有这些都会影响转化率，”他说。新数据将帮助科学家们创建更好的模型来预测颗粒物的形成和运动，这可能会带来更好的火山烟雾预报。[历史上 10 次最大的火山爆发]
阿尔伯特森指出，即使新卫星发射升空，也不会消除从机载和地面仪器收集数据的需求。地面仪器可以比卫星收集到更精细尺度的测量数据。但是卫星在短时间内获取整个地球图像的能力将对研究人员来说是一个巨大的优势。
墨丘里说，为了说明这一点，目前的六周工作将使用可见光相机捕捉夏威夷大部分地区的图像。如果该相机在卫星上，在相同的时间内，研究人员将能够以相同的成像水平捕捉整个地球表面的图像，而且是四次以上，他说。
版权所有 2017 年LiveScience.com，Purch 公司。保留所有权利。未经许可，不得发布、广播、改写或重新分发本材料。