环境遥感-卫星预测墨西哥湾北部海岸缺氧
下载文件2022年11月16日-作者:英杰李，塞缪尔·v·j·罗宾逊，阮兰，刘建国
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电子邮件https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113346
摘要
沿海缺氧的数量、规模和频率不断增加，日益威胁到海洋生态系统的健康和对人类福祉至关重要的生态系统服务。因此，迫切需要利用连续一致的观测和先进的工具来表征和跟踪沿海缺氧的时空变化。具有良好时空分辨率和全球覆盖的卫星图像在监测环境变化方面显示出巨大潜力，但很少应用于缺氧测绘。为了进一步理解这一问题，我们综合了2014年卫星海洋颜色变量和溶解氧测量数据，采用随机森林回归、滞后线性回归和函数数据分析方法估算了墨西哥湾缺氧带的时空变化。三种模型具有相似的预测精度(±1.2-1.4 mg/L溶解氧)，但随机森林回归在从卫星衍生变量估计底部溶解氧方面表现最好。我们的模型还揭示了地表水过程(例如藻类繁殖和海洋变暖)和底水缺氧之间大约0-5天和16-19天的时滞，这在以前使用卫星数据进行的缺氧研究中很少考虑到。最后，我们的模型显示，海湾缺氧面积从2014年5月开始逐渐增加，并在2014年7月中旬和8月中旬达到峰值，缺氧区出现在密西西比河和苏万尼河入海口，大约25%的夏季天数。除了预测缺氧区大小外，我们的研究还提供了更多关于缺氧区在何处、何时以及持续时间的额外信息，并提供了更多的空间细节，并能够在近实时(例如，天)时间尺度上对缺氧区进行建模。更重要的是，我们展示了将卫星遥感应用于空间显式缺氧测绘的巨大潜力，这可以促进更具成本效益的沿海缺氧监测和评估实践。
