得益于太空技术,洋流可能很快就会清理垃圾

03/27/25 11:38 | 来源: earth | 已有(0)点评| |

洋流在广阔的蓝色领土上旋转、涌动和移动。它们曾经干净无度,现在却带着漂流的人类排泄物——正在寻找定居点的路上。

其中一个目的地是大太平洋垃圾带,这是位于夏威夷和加利福尼亚之间的一大片漂浮塑料。它比德克萨斯州还要大,已成为海洋污染危机的象征。

但它并不孤单。类似的垃圾带遍布全球。看不见的水高速公路连接着遥远的海岸,拉拢着瓶子、渔网和微塑料。事实证明,清洁循环水既困难又昂贵。

燃料成本、环境风险和问题的规模使许多努力陷入试验阶段。但现在,一群科学家可能已经找到了一种更聪明的方法——从太空向下看。

为我们净化的洋流

《海洋科学》最近的一项研究提出了一个新想法:停止追逐垃圾,让海洋把它带到你身边。

利用卫星数据和多年追踪洋流的知识,科学家们已经确定了碎片自然聚集的区域。这些热点是通过特定的洋流模式形成的,利用这些热点可以帮助更有效地清洁海洋。

有了这些信息,我们就可以让洋流来做这项工作。行星科学研究所研究科学家罗德里戈·杜兰Rodrigo Duran解释说,它们不是缓慢拖网和燃烧燃料,而是可以保持原位并将渔网稳定在水流汇流和聚集漂浮物体的位置,这理论上将为清理人员节省时间、金钱和燃料。

船员可以在固定点放置网,而不是长距离部署清扫船。水流,而不是发动机,会收集废物。这种方法可以减少燃料使用、降低排放并降低运营成本。

海洋清理

该研究的主要作者是汉堡大学的研究生 Luca Kunz

该项目得到了荷兰一家正在开发塑料去除技术的非营利组织 The Ocean Cleanup 的支持。美国的合著者罗德里戈·杜兰Rodrigo Duran解释了古老的物理学思想现在如何帮助解码海洋行为。

艾萨克·牛顿爵士是第一个解决轨迹问题的人,同时他试图了解在引力场内运行的天体。但是,他当时正在考虑地球如何绕太阳运行,杜兰说。

在接下来的几个世纪里,新的工具和想法被用来解决这类极其复杂的问题。然而,直到最近几十年,这些工具才适应了表面洋流和风,这带来了额外的复杂性。这不像引力方程,在很长一段时间内都是可预测的。海洋总是在变化。

TRAP 及其重要性

为了研究这些不可预测的洋流,研究人员分析了 20 多年的卫星观测。他们还使用了来自漂流器 的数据,漂流器 是随水流移动并记录其路径的漂浮装置。

从这个数据集中,该团队确定了 350 万个瞬态吸引配置文件,称为 TRAP

TRAP 不是固定的垃圾补丁。它们是水流汇合和拉入浮动物体的临时区域。当两个或多个涡流(循环流系统)以特定方式相互作用时,就会产生这些区域。

每个漩涡可以延伸 60 180 英里(96 290 公里)宽。当它们结合在一起时,它们会形成一个更大的区域,直径可达 60 英里(96 公里),可以容纳漂浮物质数天。

这些地区不会永远持续下去。平均而言,TRAP 在溶解或移动之前保持活性约六天。尽管如此,该窗口为有针对性的清理提供了宝贵的机会。

稳定性的几何形状

在确定的众多 TRAP 中,有些因其效率而脱颖而出。研究小组发现,最稳定和最常见的配置涉及以特殊排列方式定位的四个漩涡。

如果在网格上想象,逆时针方向的漩涡位于右上角和左下角。顺时针漩涡在左上角和右下角旋转。

这几乎占病例的 60% 杜兰说。这些很常见,因为它们是最稳定的。

这种平衡有助于 TRAP 更可靠地保持其形状和功能。它提供了一种可预测的方法来规划清理策略。科学家们可以利用自然的模式并提前设置陷阱,而不是对海洋混乱做出反应。

超越垃圾:更广泛的可能性

虽然这项研究的重点是清理海洋垃圾,但应用并不止于此。了解海洋将物质拉向何处有助于紧急情况或科学预测。同样的方法可以指导救援任务、跟踪石油泄漏或监测空气中的危险。

一个明显的例子是搜救失踪人员, Duran 说,或者一艘货船丢失了货物。这甚至可以用于大气数据。当火山喷发或野火爆发时,机场需要知道是否重新安排航班。这是一个非常激动人心的时刻。

这些见解为代理商提供了快速、准确地采取行动的工具。通过阅读海洋的无形吸引力,我们不仅获得了清理机会,还获得了保护和准备。

与大自然合作清洁海洋

这项研究背后的合作联合了来自德国、美国和荷兰的机构。汉堡大学领导数据科学,The Ocean Clean Up 推动实用解决方案,该项目将理论与行动相结合。

这种方法不仅仅依赖于昂贵的设备,而是追求简单性和效率。大自然自身的运动提供了指导。如果我们能学会预测和使用它们,我们可能最终能够管理我们倾倒到海里的东西。

未来的道路仍然不确定。但有一点是明确的:海洋并不是被动的受害者。它会移动,它会组织起来,现在 - 有了正确的科学 - 它可能会帮助我们修复我们破坏的东西。

关键词: 太空、洋流、垃圾、净化
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