Fjernmåling af giftig algeopblomstring

Skadelig algeopblomstring i Rødehavet kunne påvises fra satellitbilleder ved hjælp af en metode udviklet på KAUST. Denne fjernmålingsteknik kan i sidste ende føre til et overvågningssystem i realtid, der hjælper med at opretholde de vitale økonomiske og økologiske ressourcer i Det Røde Hav.

Overvågning af skadelige opblomstringer ved hjælp af traditionelle in-situ metoder er ikke kun dyrt og arbejdskrævende, men kræver ofte samarbejde på tværs af grænser. Fjernmålingsmetoder baseret på satellitdata er en omkostningseffektiv tilgang, der også giver mulighed for kontinuerlig overvågning og ligetil observation af blomstringens rumlige og tidsmæssige udstrækning. Imidlertid, passende analyseteknikker er nødvendige for at afsløre algeopblomstringen i satellitdata.

"Indtil nu, der er ikke udviklet satellitalgoritmer til at overvåge skadelige algeopblomstringer i Rødehavsområdet, " siger Ibrahim Hoteits ph.d.-studerende Rajadurai A. Gokul. Sammen med kolleger på KAUST, såvel som i Yemen og Storbritannien, han udvidede eksisterende metoder for at gøre det muligt at bruge billeder fra NASAs MODIS-Aqua-satellit til at opdage skadelige algeopblomstringer i Det Røde Hav.

Holdet brugte satellitbilleder af adskillige algeopblomstringer som træningsdata til at justere deres analysemodel. De validerede derefter modellen ved at bruge den til at analysere data indsamlet under andre algeopblomstringer. Modellen har med succes opdaget algeopblomstringen i valideringsdataene, og forudsigelser af deres rumlige udstrækning og klorofyl A-koncentrationen matchede observationer foretaget i marken.

En væsentlig udfordring for holdet var at udvikle en atmosfærisk korrektionsalgoritme til at klare de hyppige støvstorme og aerosoler over Det Røde Hav, der kommer fra de omkringliggende ørkener. Med denne rettelse, de var i stand til at hente mere nøjagtige havfarvedata og reflektansmålinger ved forskellige bølgelængder, som blev brugt til at opdage algeopblomstring og bestemme hvilke arter der var involveret.

Holdet bruger nu denne tilgang til at analysere historiske satellitdata for at rekonstruere og studere tidligere algeopblomstringer for at forstå deres sæsonbestemte og årlige variation. Der vil være behov for yderligere arbejde for at sætte modellen i stand til at opdage algearter, der ikke var inkluderet i denne forskning.

"Vores resultater tyder på et reelt potentiale for at udvikle en realtids-fjernmålingsalgoritme til at detektere skadelige algeopblomstringsbegivenheder i Det Røde Hav og udsende rettidige alarmer til nødhåndtering, " siger Gokul. Med yderligere raffinement, dette vil tjene som en værdifuld ressource i bestræbelserne på bæredygtigt at forvalte Rødehavets kystzone og dens rolle i den regionale økonomi gennem akvakultur, fiskeri og turisme.