Суперкомпьютеры помогли раскрыть способность спутника отслеживать горы плавающего пластика.
Большая часть пластика, загрязняющего океаны нашей планеты, плавает не на поверхности, а, скорее, под волнами. Это усложняет для исследователей отслеживание и мониторинг проблемного мусора с использованием таких технологий, как спутники. Но новая система поисковых алгоритмов на базе суперкомпьютеров может помочь использовать спутники для решения этой задачи. Благодаря дополнительным исследованиям и точной настройке конструкция может стать ценным инструментом в решении глобальной проблемы.
Как подробно описано в исследовании, опубликованном 14 июня в Nature Communications, в рамках проекта была подготовлена программа машинного обучения на 300 000 мультиспектральных и инфракрасных снимках Средиземного моря, собранных за шесть лет спутником Европейского космического агентства Copernicus Sentinel-2. Затем команда использовала эту базу данных, чтобы идентифицировать так называемые валки — плавающие нити, состоящие из мусора и пластика, образованные морскими течениями и ветром. Хотя часто структуры недолговечны, валки (также известные как поверхностные пятна или полосы) могут простираться на многие мили, прежде чем рассеяться в океане. Проект является результатом совместных усилий Института морских наук (ICM-CSIC), Высшего совета научных исследований (CSIC) и Испанского университета Кадиса.
“До сих пор поиск скоплений мусора диаметром в несколько метров на поверхности океана был подобен поиску иголок в стоге сена, поскольку для образования следов требуется присутствие большого количества мусора и слабый ветер, чтобы предотвратить его рассеивание”, - сказал Мануэль Ариас, исследователь ICM-CSIC и содиректор проекта.
По оценкам, загрязнение охватило площадь в 94,5 квадратных километра, что примерно равно 7500 футбольным полям. Длина большинства нитей составляла 1 километр, но 27 задокументированных валков растянулись на 10–23 километра.
Дальнейший анализ структуры загрязнения морской среды позволил команде сделать вывод о ряде факторов, влияющих на то, где и когда скапливается океанский мусор, таких как плотность населения поблизости, география и количество осадков. Например, в регионе, где часто идут проливные дожди, мусор чаще смывается в воду, тогда как в прибрежных пустынных районах его количество может быть гораздо меньше. Эти горячие точки также в основном расположены в пределах 15 км (9,32 миль) от побережья и часто возвращаются на берег в течение следующих недель или месяцев.
Исследователи полагают, что новая система может помочь проектам по очистке выявлять области концентрированного загрязнения океана пластиком и даже прогнозировать, где и когда он может рассеяться. Они также считают, что программу можно расширить для отслеживания других проблем, включая потерю груза с судов, разливы нефти и поисково-спасательные ситуации.
“Морской мусор отражает неудачи нашей цивилизации в управлении отходами”, - пишет команда в своем исследовании. “... наблюдения на основе ателлитов - одна из лучших надежд на крупномасштабный мониторинг”.