新的美國太空總署探測太空植物用水

新的美國太空總署探測太空植物用水

ECOSTRESS將測量來自太空的植物溫度。科學家將能夠利用這些溫度數據更好地瞭解水廠需要多少,以及他們如何應對水資源短缺。

通過測量溫度,醫生可以瞭解他們患者的健康狀況。高溫或發燒可能是疾病的徵兆。植物也是如此,但它們在全球範圍內的溫度比單個人的溫度難以測量。

即將改變,這要歸功於新的美國國家航空和宇宙航行局儀器,它很快將安裝在名為ECOSTRESS或ECO系統熱輻射計實驗上。ECOSTRESS將測量來自太空的植物溫度。這將使研究人員能夠確定植物用水量並研究乾旱條件如何影響植物健康。

植物從土壤中吸取水分,當它們被太陽加熱時,水分通過植物葉子上的毛孔釋放,通過一種稱為蒸騰作用的過程。這使植物冷卻下來,就像人類出汗一樣。但是,如果植物沒有足夠的水分,他們會關閉毛孔來保存水分,導致它們的溫度升高。

植物利用那些相同的孔隙從大氣中吸收二氧化碳進行光合作用 - 它們用來將二氧化碳和水轉化為它們用作食物的糖。如果他們繼續經歷水供應不足或"水壓力",他們最終會餓死或過熱,並死亡。

ECOSTRESS數據將顯示植物溫度的這些變化,為他們的健康和用水提供見解,同時水管理人員仍有時間糾正農業用水不平衡。

ECOSTRESS負責加州帕薩迪納噴氣推進實驗室的首席研究員Simon Hook說:"當一個植物受到過度的壓力而變成棕色時,它通常為時已晚,無法恢復。"但是測量植物的溫度可以讓你看到植物在達到這一點之前受到了壓力。"

這些溫度測量值也被視為潛在乾旱的早期指標。當某一特定地區的植物開始因溫度升高而出現水分脅迫跡象時,農業乾旱可能正在進行。事先提供這些數據為農業社區提供了一個準備和/或做出相應回應的機會。

新的美國太空總署探測太空植物用水

ECOSTRESS地表溫度數據模擬加州索爾頓海附近(左上方的深藍色區域)。較冷的區域以藍色和綠色顯示,較暖的區域以黃色和紅色顯示。綠色湖泊以南的地區多為農田,其他周邊地區為沙漠。ECOSTRESS陸地表面溫度數據將用於創建可用於監測植物脅迫的蒸散產品

"ECOSTRESS將使我們能夠監測田間水平的作物壓力的快速變化,從而能夠更早,更準確地估計產量將受到怎樣的影響,"馬薩安德森說,馬薩安德森是美國馬里蘭州貝爾茨維爾農業部的科學小組成員。"即使是在作物生長的關鍵階段出現短期水分脅迫,也會顯著影響生產力。"

ECOSTRESS將於6月29日在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地啟動的NASA承包SpaceX貨物再補給任務中搭乘太空站。一旦到達,它將自動安裝在車站日本人的外部實驗模塊暴露設施單元。

在接下來的一年中,ECOSTRESS將利用空間站獨特的低地球軌道在一天中的不同時間收集多個地區的數據。該儀器將生成詳細的圖像,小至43×76碼(40×70米) - 大小約為一個小農場的大小 - 每三到五天。

其他太空儀器可以用相同的細節水平或一天中的不同時間進行測量 - 但不能同時進行。ECOSTRESS的雙重功能對於科學家們更好地瞭解我們的自然生態系統以及其他致力於改善食品安全和水資源管理的科學家而言尤其重要。

"隨著水資源對我們不斷增長的人口變得更加重要,我們需要精確地跟蹤我們的作物需要多少水,"ECOSTRESS科學負責人JPL的Josh Fisher說。"我們需要知道植物何時變得易受乾旱影響,我們需要知道生態系統的哪些部分因水分壓力而更脆弱。"

儘管不是其主要任務的一部分,但ECOSTRESS溫度數據對於其他需要溫度信息的研究(例如檢測和表徵火山,野火和熱浪)也很有價值。

JPL在華盛頓NASA總部的科學任務局建立和管理美國國家航空航天局地球科學部門的ECOSTRESS任務。ECOSTRESS由美國宇航局的地球系統科學探路者計劃資助,由美國宇航局位於弗吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心管理。


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