塑料碎片是如何进入海洋垃圾带的

洋流和垃圾带

将海洋碎片的反应概率电流推断为垃圾贴片(红色盒子)。黑匣子表示沿海盒子,这些电流出现。箭头的颜色代表过渡路径的概率。信用:Philippe Miron,Francisco Beron-Vera,Luzie Helfmann和Peter Koltai

模型预测塑料碎片的概率从一个海面区域输送到另一个海洋地带。

每天都有成吨的塑料碎片被释放到海洋中,其中大部分堆积在垃圾区中间,这些垃圾往往漂浮在每个区域中心的海洋表面。最臭名昭著的是太平洋大垃圾带,位于北太平洋。

美国和德国的研究人员决定探索哪些路径将碎片从海岸运送到海洋中部,以及海洋中不同亚热带环流的相对强度,以及它们如何影响碎片的长期积累。

混乱,来自AIP出版,Philippe Miron,Francisco Beron-Vera,Luzie Helfmann和Peter Koltai报告从表面浮标的历史轨迹创造了海洋表面动态的马尔可夫链模型。他们的模型描述了塑料碎片的概率从海面的一个区域运输到另一个区域。

迈阿密大学(University of Miami)的助理科学家米隆(Miron)说:“从海岸释放出的表面碎片,根据它们所在位置在全球陆地塑料垃圾中所占的比例进行分布。”为了观察漂浮物的长期分布,将漂浮物按照相同的分布重新注入系统。我们称这个模型为‘污染感知’,因为它模拟了碎片在系统内的注入、扩散和再循环。”

过渡路径理论允许研究人员识别直接连接源到目标的路径或过渡路径。

“在这项工作中,我们专注于从海岸到亚热带旋流的途径,从一个景象到另一个,从沿海到海岸的河口,”Miron说。

研究人员推断了碎片途径,并通过量化它们之间的连接及其保留垃圾的能力来探索垃圾补丁稳定性。

“我们发现了连接大太平洋垃圾带和东亚海岸的高概率过渡通道,这表明那里是塑料污染的重要来源,”Miron说。“而印度洋环流作为塑料碎片圈闭的弱点,与环流内部没有汇聚的过渡路径一致。”

他们发现,一般来说,环流之间的联系很弱,或者相互之间没有联系。

“实际上,在发生异常强烈的风的情况下,亚热带的陀螺仪更有可能向海岸线出口垃圾而不是另一个陀螺仪,”Miron说。

该小组最大的发现之一是,尽管北太平洋亚热带环流吸引的碎片最多(这与早先的评估一致),但南太平洋环流最为突出,因为碎片流出和进入其他环流的路径更少。

Miron说:“我们的研究结果,包括几内亚湾和孟加拉湾尚未直接或有力观测到的垃圾区,对海洋清理活动有启示。”“除了大垃圾带本身,我们发现的反应污染路线为清理工作提供了目标。”

参考:“海洋碎片过渡路径和垃圾补丁的稳定性”由P. Miron,F. J. Beron-Vera,L. Helfmann和P. Koltai,3月2日,3月2日,混乱
DOI: 10.1063/5.0030535

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