夏威夷陸戰隊基地——無論是來自基拉韋厄火山的有害氣體，還是環繞島鏈海底蔓延的生機勃勃的珊瑚礁，本月夏威夷的生態系統都正受到嚴密的科學審查。
研究人員正在這裡使用 NASA 的高空飛機收集資料，這些飛機配備了可以捕捉可見光和紅外輻射的攝像頭。其中一架飛機 ER-2 可以翱翔至 67,000 英尺，正如 NASA 系統工程師邁克爾·墨丘裡所說，那是“太空邊緣”。墨丘裡在一個媒體簡報會上解釋了這個專案，該簡報會於週三（2 月 8 日）在此地舉行，他說，從那個高度，在每天飛越島嶼的航班上，攝像頭拍攝的影像會被科學家們拼接在一起並進行分析。[地球圖片：來自太空的地球標誌性影像]
目前在夏威夷進行這項工作的目標是找到使用這些測量結果的最佳方法，以獲得關於火山活動和珊瑚礁健康的新見解。例如，研究夏威夷活火山的科學家們正試圖改進他們的模型，以精確預測由基拉韋厄火山氣體形成的“火山煙霧”何時以及如何籠罩夏威夷的城市，而不是吹向太平洋。其他研究珊瑚礁生態系統的研究人員正在使用來自高空飛行的影像，以更好地瞭解水質的哪些方面決定了繁榮的珊瑚礁和藻類過度生長的珊瑚礁之間的差異。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
但還有一個更大的目標。NASA 計劃在 2022 年發射一顆地球觀測衛星進入近地軌道。該專案被稱為HyspIRI 任務（或高光譜紅外成像儀），將為研究人員提供地球表面的影像，這些影像類似於現在在夏威夷和世界各地生態系統中收集的影像。
目前在夏威夷的專案將幫助研究人員弄清楚哪些儀器和裝置對他們的工作最有用，並且應該將哪些儀器和裝置裝載到衛星上。
最終，該衛星不僅可以用於收集關於火山和珊瑚的資料，還可以用於收集許多其他隨時間推移改變地球表面的特徵的資料，例如摧毀植被的野火、冰川冰層變薄或農田健康狀況的變化。
一旦 HyspIRI 衛星就位，研究人員計劃將其與機載或地面儀器結合使用。“衛星可能會發現一些新的東西，[並] 指引我們用飛機去新的地方，”NASA 機載科學專案副主任蘭迪·阿爾伯特森告訴《生命科學》。[色彩繽紛的造物：令人難以置信的珊瑚照片]
與此同時，夏威夷專案正在全面展開。在珊瑚專案中，機載儀器拍攝的影像可以幫助研究人員發現珊瑚礁顏色的變化，華盛頓特區海軍研究實驗室的海洋學家史蒂文·阿克爾森說，他目前在夏威夷參與該專案。
“珊瑚色素來自蟲黃藻和珊瑚本身，”阿克爾森告訴《生命科學》，他使用了科學術語來指代與珊瑚蟲共生的藻類生物。“顏色指示健康狀況，”他說。
他說，研究人員想弄清楚從影像中提取資訊以確定珊瑚健康狀況的最佳方法。例如，科學家們希望更多地瞭解為什麼某些型別的蟲黃藻比其他型別的蟲黃藻更能耐受水溫升高。他說，答案可能與不同型別蟲黃藻之間的葉綠體差異有關。
NASA 噴氣推進實驗室的地球科學研究員文森特·雷亞爾穆託說，從事火山專案的研究人員正在使用這些影像來更好地研究基拉韋厄火山升起的火山羽流的成分，以及羽流擴散時成分如何變化。
雷亞爾穆託說，該專案的一個關鍵部分是研究羽流如何影響夏威夷的空氣質量。
例如，火山研究人員試圖用新資料回答的一個問題是，火山排放的二氧化硫氣體變成氣溶膠的速度有多快，這意味著它與其他化合物結合形成顆粒物，而顆粒物可能對人體健康有害。
雷亞爾穆託說，目前的估計是這個過程需要 10 個小時。但這個估計非常粗略。“當地溫度、溼度、地形——所有這些都會影響轉化率，”他說。新資料將幫助科學家們建立更好的模型來預測顆粒物的形成和運動，這可能會帶來更好的火山煙霧預報。[歷史上 10 次最大的火山爆發]
阿爾伯特森指出，即使新衛星發射升空，也不會消除從機載和地面儀器收集資料的需求。地面儀器可以比衛星收集到更精細尺度的測量資料。但是衛星在短時間內獲取整個地球影像的能力將對研究人員來說是一個巨大的優勢。
墨丘裡說，為了說明這一點，目前的六週工作將使用可見光相機捕捉夏威夷大部分地區的影像。如果該相機在衛星上，在相同的時間內，研究人員將能夠以相同的成像水平捕捉整個地球表面的影像，而且是四次以上，他說。
版權所有 2017 年LiveScience.com，Purch 公司。保留所有權利。未經許可，不得釋出、廣播、改寫或重新分發本材料。