Что подарить океану, в котором есть всё? В этом году в рамках Национального месяца океана спутник НАСА Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem (PACE) дарит нам уникальный взгляд на нашу родную планету. Визуализации, созданные на основе данных, полученных со спутника, который был запущен 8 февраля, уже помогают нам лучше увидеть наши моря и небо.

Спутник PACE ежедневно просматривает всю нашу планету, возвращая данные с такой периодичностью, которая позволяет учёным отслеживать и контролировать быстро меняющуюся атмосферу и океан, включая формирование облаков, движение аэрозолей и изменения в микроскопической жизни океана с течением времени.

Визуализация начинается с просмотра участков Земли, полученных с помощью прибора PACE Ocean Color Instrument. Прибор Ocean Color Instrument наблюдает Землю в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном свете — более 200 различных длин волн. Благодаря такому уровню детализации учёные теперь могут регулярно определять из космоса конкретные сообщества фитопланктона — крошечных организмов, плавающих у поверхности океана и являющихся центром морской пищевой сети. Это большое достижение, поскольку различные виды фитопланктона играют разную роль в экосистемах океана и его здоровье.

При увеличении масштаба на визуализации показаны экосистемы и окружающая атмосфера у восточного побережья США и Багамских островов 21 марта. Как и предыдущие спутники, Ocean Color Instrument может обнаруживать хлорофилл в океане, который указывает на наличие и обилие фитопланктона. Ocean Color Instrument дополняет эту функцию, позволяя учёным определять типы фитопланктона, например три различных типа фитопланктона, выявленных на визуализации.

Часть вихрей зелёного цвета указывает на присутствие пикоэукариот, организмов размером менее 0,3 микрометра — в 30 раз меньше ширины человеческого волоса. Светло-голубым цветом выделены прохлорококки — самые маленькие из известных организмов, превращающих солнечный свет в энергию (фотосинтез); на них приходится большая часть всего фотосинтеза, происходящего в океане. Часть цветения ярко-розового цвета — это синехококки, группа фитопланктона, которая может окрашивать воду в светло-розовый цвет, если их много на небольшой площади.

Это лишь три из тысяч видов фитопланктона, и это только начало того, что сможет определить прибор Ocean Color Instrument.

Два поляриметра спутника PACE — Гипер-ангулярный радужный поляриметр №2 (HARP2) и Спектро-поляриметр для исследования планет (SPEXone) — обеспечивают уникальный вид земной атмосферы, помогая учёным больше узнать об облаках и мелких частицах, называемых аэрозолями. Поляриметры измеряют свет, отражающийся от этих частиц. Если узнать больше о взаимодействии между облаками и аэрозолями, эти данные в конечном итоге помогут сделать климатические модели более точными. Кроме того, аэрозоли могут ухудшать качество воздуха, поэтому мониторинг их свойств и движения важен для здоровья людей.

На визуализации большая полоса данных HARP2 показывает концентрацию аэрозолей в воздухе за конкретный день. Эти данные — показатель рассеивающих и поглощающих свет свойств аэрозолей — помогают учёным не только обнаружить аэрозоли, но и определить их тип. Вблизи побережья аэрозоли, скорее всего, являются дымом от пожаров на юго-востоке США. Тонкая полоса данных SPEXone дополняет визуализацию и научную картину, показывая размер аэрозольных частиц.

В следующем году учёные PACE намерены создать первые глобальные карты фитопланктонных сообществ и получить новые сведения о том, как рыболовство и водные ресурсы реагируют на изменение климата Земли.

Космический аппарат НАСА Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem (PACE) был специально разработан для изучения невидимой вселенной земного моря и неба с высоты космического полёта. В течение десятилетий мы измеряли 4-6 цветов радуги, что позволило нам «увидеть» фитопланктон из космоса через призму его основного фотосинтетического пигмента — хлорофилла-a. Основной прибор PACE — первый в своём роде, который измеряет все цвета радуги, каждый день и везде. Это означает, что мы можем определить тип фитопланктона, в котором содержится хлорофилл-а. Разные типы фитопланктона по-разному влияют на пищевую сеть, управление водными ресурсами и климат, поскольку воздействуют на углеродный цикл.