2018年4月17日

基于飛越3平方英里（8平方公里）大沼澤地地區(qū)的機載G-LiHT儀器數(shù)據(jù)，科學(xué)家們計算出颶風(fēng)Irma對該地區(qū)60%面積的紅樹林造成不同程度破壞（用橙色表示破壞程度嚴(yán)重地區(qū)，或用紅色表示極度嚴(yán)重地區(qū)）。

圖片來源：美國國家航空航天局（NASA）

　　2017年春天，美國國家航空航天局（NASA）研究人員飛越美國大沼澤地（Everglades）和波多黎各（Puerto Rico）地區(qū)上空，測量紅樹林和熱帶雨林生長和演變過程。5個月后，颶風(fēng)Irma和Maria“撕裂”這些研究區(qū)域，這為研究風(fēng)暴對這些生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的破壞性影響及其恢復(fù)漸變過程提供了一個獨特機會。

　　在颶風(fēng)Irma發(fā)生3個月后，飛越同一路線的初步調(diào)查結(jié)果表明，60%面積的紅樹林遭受嚴(yán)重或極度嚴(yán)重的破壞。接下來的1周，該小組將返回Puerto Rico，對那里的熱帶雨林進行一項航空調(diào)查——對受損程度進行量化，并確定山體滑坡脆弱地點。

　　在颶風(fēng)Irma襲擊不到3個月后，美國佛羅里達（Florida）東南部地區(qū)出現(xiàn)大片無葉樹木和樹枝折斷的地區(qū)，有些紅樹林甚至被連根拔起。

　　美國馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心（GSFC）遙感科學(xué)家，F(xiàn)lorida項目主要負(fù)責(zé)人Lola Fatoyinbo指出，損失慘重，令人吃驚。問題在于還需要了解哪些地區(qū)（紅樹林）還會重生，而哪些地區(qū)不會重生。這是一個機會——基于這些數(shù)據(jù)，我們就能真正了解颶風(fēng)對Florida紅樹林生態(tài)系統(tǒng)破壞的影響程度。

　　這一南佛羅里達（South Florida）項目始于探索一個關(guān)于淡水生態(tài)系統(tǒng)（如：Everglades的鋸齒草沼澤地）如何向鹽水生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的問題。這種由于海平面上升和海岸侵蝕引起的變化可能會影響當(dāng)?shù)氐耐寥牢⑸?、植被，甚至那些為邁阿密（Miami）提供飲用水的地下水庫。

　　科學(xué)家們一直在利用美國陸地衛(wèi)星（Landsat）數(shù)據(jù)對過去30年間颶風(fēng)對森林的破壞程度進行測量。Landsat圖像不僅提供了破壞程度有關(guān)信息，而且還提供了森林恢復(fù)時間。同時，衛(wèi)星圖像還可以識別出被開放水域取代的脆弱森林地區(qū)。

　　GSFC遙感科學(xué)家David Lagomasino強調(diào)，我們想知道這種轉(zhuǎn)變發(fā)生得有多快。將衛(wèi)星測量的空間變化結(jié)果與航空測量的結(jié)構(gòu)信息相結(jié)合，我們可以估測出那些對颶風(fēng)和海水入侵災(zāi)害最脆弱的Everglades關(guān)鍵棲息地區(qū)域。

　　一支科學(xué)家隊伍與當(dāng)?shù)赝恋毓芾砣藛T合作，合作機構(gòu)包括美國大沼澤地國家公園（Everglades National Park）和佛羅里達魚類和野生動物機構(gòu)（Florida Fish and Wildlife）。指定了基于GSFC激光雷達（Lidar）、高光譜和熱成像儀（Hyperspectral and Thermal Imager）或G-LiHT科學(xué)儀器的計劃，于2017年4月為進行數(shù)據(jù)收集航空飛行工作。G-LiHT同時收集多個測量值，包括獲取Lidar植被高度和高分辨率圖像。

　　Lagomasino提到，我們獲得了這個不可思議的數(shù)據(jù)集——接著颶風(fēng)就發(fā)生了。颶風(fēng)Irma，風(fēng)速超過140英里/每小時（225公里/每小時），2017年9月10日橫掃Everglades National Park。颶風(fēng)是生態(tài)系統(tǒng)的自然組成部分，我們知道，颶風(fēng)過后，生態(tài)系統(tǒng)大部分都會恢復(fù)，但不是百分之百。沒有存活或重新生長紅樹林的地區(qū)可能會使鄰近的生態(tài)系統(tǒng)受到風(fēng)暴潮和鹽水入侵的額外影響。

　　該小組對500平方英里（1300平方公里）濕地沿著相同路線進行重飛后，對這2組航空測量結(jié)果進行初步分析，發(fā)現(xiàn)樹冠上的縫隙和連根拔起的樹木覆蓋了該地區(qū)40%面積。在受災(zāi)最嚴(yán)重地區(qū)，G-LiHT高度測量結(jié)果顯示，由于樹枝和樹木的掉落，森林冠層的平均高度縮短了3到5英尺（1到1.5米）。

　　同時，研究人員與當(dāng)?shù)匮芯繖C構(gòu)的科學(xué)家一道，對颶風(fēng)造成的影響進行地面測量。他們徒步進入濕地，用激光掃描儀對樹木、樹枝甚至樹葉進行測量，構(gòu)建森林結(jié)構(gòu)三維圖像。

　　Lagomasino指出，倒下樹木數(shù)量驚人，在某些情況下完全分裂，印象深刻。

　　該研究小組現(xiàn)在計劃進行颶風(fēng)前后數(shù)據(jù)集對比工作，對該地區(qū)在風(fēng)暴前已處于脅迫狀態(tài)（無論是來自海水侵蝕、臨近人為開發(fā)或其他原因）的區(qū)域進行了解——看看是否與那些無法迅速恢復(fù)或根本無法恢復(fù)的地區(qū)相對應(yīng)。Lagomasino也希望尋找到其他損壞模式，進行樹木死亡率評估工作?？偟膩碚f，G-LiHT數(shù)據(jù)將有助于更好地了解佛羅里達沿海生態(tài)系統(tǒng)對風(fēng)暴災(zāi)害的脆弱性問題。

　　Lagomasino提到，基于這么多數(shù)據(jù)，我們正試圖在進入下一個颶風(fēng)季節(jié)之前，找到有關(guān)這片生態(tài)區(qū)域的重要信息。還有很多工作要做。

　　所有向公眾免費提供的颶風(fēng)后數(shù)據(jù)存儲將不斷增長。按計劃在下周將進行G-LiHT 飛越Puerto Rico的調(diào)查工作，颶風(fēng)Irma和第4級颶風(fēng)Maria于2017年9月20日襲擊該地區(qū)。

　　該團隊將沿著2017年3月他們調(diào)查的同一條航線進行飛行，另外還通過其他一些額外的路線開展滑坡和其他目標(biāo)定點數(shù)據(jù)獲取工作。正如他們在Florida所做的工作，他們將與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)學(xué)家和森林管理人員合作，將航空測量結(jié)果與地面測量結(jié)果相結(jié)合進行分析。

　　NASA Goddard G-LiHT項目首席科學(xué)家Bruce Cook表示，這是一個記錄哪些地區(qū)易受類似颶風(fēng)Maria這樣事件影響的好方法。同時，這也是一種跟蹤生態(tài)恢復(fù)的方法。很多人對災(zāi)害后恢復(fù)感興趣，我們可能對重建未來森林以及是否需要人為干預(yù)的問題進行討論。

　　原文題目：NASA mapping hurricane damage across Everglades

　　資料來源：https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/nasa-mapping-hurricane-damage-to-everglades-puerto-forests

　　（王化編譯，殷永元審核）