Роботы помогают лучше разобраться в цветении фитопланктона

23.01.2018

Цветущий фитопланктон - это один из наиболее важных факторов, способствующих повышению эффективности “углеродного насоса” в Северной Атлантике. Для того, чтобы лучше разобраться в этом феномене, запущен проект ERC remOcean (удаленное считывание биохимического цикла в океане), возглавляемый специалистами Лаборатории Океанографии Вильефранса (CNRS / UPMC). В рамках проекта разработаны автономные роботы - биогеохимические профилированные поплавки. Эти роботы способны заниматься автономным сбором данных, находясь в океане по много месяцев подряд.

Изучив собранные роботами независимые данные, ученые смогли определить зону в Северной Атлантики, откуда начинается “взрывное” цветение фитопланктона. Эти результаты послужили основой для двух статей, опубликованных в Nature Geoscience и Nature Communications.

Северный Атлантический Океан расположен к северу от 50-й параллели и является одним из самых эффективных в мире поглотителей углерода. При площади поверхности менее, чем 1.5% от общей площади мирового океана, на эту территорию приходится до 20% всего CO2, поглощаемого океанами. Очень холодная вода на поверхности и сравнительно экстремальные погодные условия зимой способствуют эффективному захвату CO2 из атмосферы. Цветущий фитопланктон, растительные микроорганизмы, за счет явления, известного, как фотосинтез, активно превращают неорганический углерод, поглощенный водой, в органический углерод. А также обеспечивает его отправку на дно океана.

Традиционный метод слежения за цветением фитопланктона - это использование орбитальных наблюдений. О состоянии планктона судят по цвету океана, хотя этот метод имеет ряд недочетов, например, им не воспользуешься, когда поверхность планеты в интересующей ученых зоне скрыта облачным покровом. Другой традиционный метод - проведение океанографических экспедиций с использованием океанских судов - метод весьма затратный и, как правило, не ориентированный на проведение длительных наблюдений.

Для того, чтобы лучше изучить какие природные условия способствуют возникновению цветения фитопланктона, исследователи Лаборатории Океанографии Вильефранса (CNRS / UPMC) в 2012-2013 годы построили роботов, которые получили название “биогеохимические профилирующие поплавки”.

Эти роботы работают в толще воды, начиная от поверхности и вплоть до глубины 2000 метров. Благодаря их использованию, стало возможным собрать данные, которые никогда не были ранее доступны - сведения о полном годовом цикле. Данные включают не только глубину, температуру и соленость воды, но также интенсивность света, а также плотность изучаемых частиц, а также данные о концентрации хлорофилла (индикатора присутствия фитопланктона) и кислорода.

Используя собранные данные, ученые смогли точно определить, где и как запускается процесс цветения фитопланктона в Северной Атлантике. Опубликованное в журнале Nature Communications исследование подтвердило гипотезы о взрывном росте биомассы фитопланктона. Это явление возникает весной после “зимнего медленного кипения”, фазы, когда в зимнее время сокращается активность фитопланктона.

Кроме того, исследователи фокусировали усилия на данных, собранных в период с января по март, чтобы изучить сравнительно плохо понятное до сегодняшнего дня явление “зимнего медленного кипения”.

В еще одной статье, опубликованной в Nature Geoscience, показано, что цветение фитопланктона может начинаться и зимой, при условии, если будут выполнены определенные условия. В частности, фитопланктон не может расти в бурных водах, особенно в условиях недостатка света в это время года. Однако, если устанавливаются периоды относительно спокойного поведения поверхности океана, сокращение перемешивания вод позволяет фитопланктону получать больше света, что стимулирует цветение одного из видов фитопланктона - так называемых диатомовых водорослей.

Локальные очаги цветения заметны несколько дней подряд и зачастую именно здесь несколькими месяцами позднее может начаться взрывное цветение фитопланктона. Наблюдения и выводы ученых были воспроизведены на цифровых моделях и их можно будет интегрировать в прогнозные модели, которыми пользуются для расчетов статуса океанических экосистем.

Помимо того, что проект ERC remOcean позволил добыть эти ценные для ученых результаты, он также продемонстрировал важность робототехники в улучшении наших знаний об океане. Стало возможным запустить международную программу роботизированного мониторинга биогеохимии океана - Biogeochemical Argo2 в 2016 году. Ее среднесрочная цель - запустить в работу до 1000 профилирующих поплавков для массового и постоянного мониторинга жизни в океанах и влияния на нее климатических изменений.

+ +

Источник: roboticsresear.ch

Смотрите связанные статьи Robo-педии:

  Публикации

Последние материалы


Метки
ai DARPA DIY (своими руками) DJI автомобили и роботы андроиды анималистичные антропоморфные Арт аэротакси безопасность безработица и роботы беспилотники бионика бытовые роботы вектор видео военные дроны военные роботы встречи выставки Греция группы дронов дайджест Дания доильные роботы домашние роботы доставка беспилотниками доставка и роботы дроны Европа железные дороги захваты игрушки Израиль ИИ Индия интервью интерфейсы инфоботы Ирак Иран искусственный интеллект история Италия Казахстан как заработать Канада киборгизация кино Китай коллаборативные роботы колонки коммунальное хозяйство компоненты конспекты конструкторы концепты кооперативные роботы космос курьезы курьеры Латвия линки логистика машинное обучение медицина медицина и роботы металлургия море и роботы мусор и роботы наземные военные роботы налоги научные роботы необычные Нидерланды Новая Зеландия Норвегия носимые роботы ОАЭ образование образовательная робототехника обучающие роботы общепит и роботы Объединенное Королевство онлайн-курсы робототехники охрана и беспилотники охрана и роботы патенты персональные роботы пищепром ПО подводные роботы подземные пожарные роботы полевые роботы полезные роботы Португалия право презентации пресс-релизы применение беспилотников применение дронов применение роботов прогнозы проекты производство дронов происшествия промышленные роботы противодействие беспилотникам работа развлечения и беспилотники развлечения и роботы распознавание речи растениеводство регулирование регулирование дронов регулирование робототехники рекорды рисунки робомех робомобили роботизация робототехника роботрендз роботренды роботы роботы и автомобили роботы и медицина роботы и море роботы и мусор роботы и обучение роботы и развлечения роботы и строительство роботы и уборка роботы телеприсутствия роботы-транспортеры робошум рой Россия Руанда сайт RoboTrends.ru сделки сельское хозяйство сенсоры сервисные роботы синтез речи склады и роботизация соревнования софт-роботика социальная робототехника социальные роботы спорт и дроны спорт и роботы строительство США телеприсутствие термины терроризм торговля транспорт транспортные роботы тренды трубопроводы и роботизация уборка и роботы Украина уличные роботы Франция хобби-беспилотники ховербайки Хождение чатбот шагающие роботы Швейцария Швеция шоу экзоскелеты эко-дроны экология электроника этика (робоэтика) Южная Корея юмор

Подписка: RSS, Email, Telegram
  Информация