The feasibility of at-sea detection

The feasibility of at-sea detection and removal of abandoned, lost or otherwise errant nets, lines, and buoys that comprise derelict fishing gear (DFG) in the North Pacific Ocean has been investigated for over a decade (Brainard et al., 2001). When DFG enters shallow-water areas around the Hawaiian Islands, particularly the protected areas of the Papahānaumokuākea Marine National Monument, it abrades and breaks coral reefs and entangles the critically endangered Hawaiian monk seal (Monachus schauinslandi), threatened green sea turtle (Chelonia mydas), and other fauna ( Balazs, 1985, Donohue et al., 2001 and Boland and Donohue, 2003). Reducing entanglement in DFG is identified as a crucial step in the recovery of the Hawaiian monk seal ( NMFS, 2007).

The removal of DFG after it has entered shallow waters and become snarled on coral reefs is a labor-intensive, dangerous, and expensive endeavor. At-sea removal of DFG minimizes the dangers of working in shallow waters, prevents damage to coral reefs, and minimizes the nearshore entanglement hazard to the Hawaiian monk seal. Due to these benefits, at-sea removal of DFG has been identified as a priority in the Papahānaumokuākea Marine National Monument Management Plan (PMNM, 2008).

While the impacts of DFG in shallow waters are better known and documented, deep water environments have also been found to experience DFG impacts (Matsuoka et al., 2005 and Gilardi et al., 2010). Prevention of observed and potential impacts of DFG on deeper-water environments is an equally compelling justification for at-sea detection and retrieval of marine debris.

At-sea detection is a primary challenge to removing DFG before it impacts marine environments and species. The great distances involved, coupled with the logistics and expense of operating vessels and aircraft, underline the importance of the ability to locate DFG at sea on very refined spatial scales. The following illustrates this challenge. To survey less than one percent of the North Pacific Ocean, e.g., a 3-degree swath within 30° to 35°N and from 150° to 180°W, requires covering approximately 1 × 106 km2. To cover such an area performing visual observations for DFG within 100 m off each side of a ship (as described in Mio et al., 1990a), traveling at 11 knots (approximately 20 km/h), and surveying during daylight hours (8 am to 6 pm, or 10 h/day), would require 68 ships 1 year, or one ship 68 years. Clearly, to efficiently locate DFG at sea, a combination of direct and indirect detection methods and technologies are needed.

The vastness of the potential search area favors the initial use of indirect methods to refine the detection capability for DFG. Brainard et al. (2001) suggested using satellite observations to identify general DFG concentration zones, deploying aircraft and ships to those zones, and working at progressively finer scales of indirect and direct detection until actual removal of DFG could be accomplished. Indirect methods use proxies for debris such as identifying oceanographic conditions that will likely aggregate or concentrate debris spatially or temporally. Once a putative debris area is identified indirectly, locating DFG items or aggregates for removal is expected to require direct detection. Direct detection involves identifying and locating specific pieces of debris through remote sensing technologies or direct human observation.

A small number of focused efforts to advance the direct detection of pelagic DFG have occurred in the North Pacific Ocean (Pichel et al., 2007) and the Gulf of Alaska (Pichel et al., 2012) integrating modeling, analysis of satellite remote sensing data, and airborne visual observations. In 2008, a research cruise led by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) tested the feasibility and use of a prototype ship-launched unmanned aircraft system (UAS) for the short-range detection of pelagic DFG with modest but encouraging results (R. Brainard and T. Veenstra, personal communication).

While these efforts and others have contributed information needed to develop the capability to detect and remove DFG at sea, the slow pace of progress toward the goal led participants in the 2008 NOAA cruise noted above to propose that a cohesive, multidisciplinary approach and strategy for at-sea detection of DFG were needed. Here, we employ such an approach integrating knowledge from physical oceanography, remote sensing technology, marine policy, and marine debris studies to outline a strategy toward efficient and reliable at-sea detection of DFG, with the ultimate goal of locating and removing pelagic DFG.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความเป็นไปได้ของการตรวจสอบที่ทะเลและเอามุ้งละทิ้ง สูญหาย หรือมิฉะนั้นพเนจร บรรทัด และทุ่นที่ประกอบด้วยประมง derelict เกียร์ (DFG) ในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ ได้ถูกตรวจสอบสำหรับกว่าทศวรรษ (Brainard et al., 2001) DFG ป้อนพื้นที่น้ำตื้นรอบ ๆ เกาะฮาวาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการป้องกันพื้นที่ของ Papahānaumokuākea ทางทะเลแห่งชาติอนุสาวรีย์ มัน abrades แบ่งปะการัง และ entangles ใกล้สูญพันธุ์ถึงฮาวายพระตรา (Monachus schauinslandi), คามตนุ (ตนุ), และสัตว์อื่น ๆ (Balazs, 1985, Donohue et al., 2001 และ Boland และ Donohue, 2003) ลด entanglement ใน DFG ระบุเป็นขั้นตอนสำคัญในการฟื้นตัวของฮาวายพระตราประทับ (NMFS, 2007)เอาของ DFG หลังจากป้อนน้ำตื้น และเป็น snarled บนปะการังจะแข่งขัน labor-intensive อันตราย และราคาแพง เอาที่ทะเล DFG ช่วยลดอันตรายจากการทำงานในน้ำตื้น ป้องกันความเสียหายของปะการัง และช่วยลดอันตราย entanglement nearshore เพื่อตราพระฮาวาย เนื่องจากคุณประโยชน์เหล่านี้ ได้รับการระบุที่ทะเลเอา DFG เป็นสำคัญใน Papahānaumokuākea ทะเลอนุสรณ์สถานแห่งชาติจัดการแผนการ (PMNM, 2008)ในขณะที่ผลกระทบของ DFG ในตื้นจะรู้จักดี และเอกสาร สภาพแวดล้อมน้ำลึกยังพบประสบการณ์ผลกระทบ DFG (Matsuoka et al., 2005 และ Gilardi et al., 2010) การป้องกันการสังเกต และอาจส่งผลกระทบต่อของ DFG ลึกน้ำสภาพแวดล้อมเป็นเหตุผลที่น่าสนใจเท่า ๆ กันสำหรับตรวจจับในทะเลและเรียกเศษทะเลตรวจสอบที่ทะเลจะท้าทายหลักเอา DFG ก่อนผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทางทะเลและพันธุ์ มีระยะห่างมากที่เกี่ยวข้อง ควบคู่ไปกับการขนส่งและค่าใช้จ่ายของเรือและเครื่องบิน ขีดเส้นใต้ความสำคัญของความสามารถในการค้นหา DFG ที่ทะเลในระดับพื้นที่มากกลั่น ต่อไปนี้แสดงให้เห็นความท้าทายนี้ การสำรวจน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของมหาสมุทรเหนือแปซิฟิก เช่น 3 องศา swath ภายใน 30° ถึง 35 ° N จาก 150° กับ 180 ° W ต้องครอบคลุมประมาณ 1 × 106 km2 ครอบคลุมพื้นที่ดำเนินการสังเกตภาพสำหรับ DFG ภายใน 100 เมตรปิดแต่ละด้านของเรือ (ตามที่อธิบายไว้ใน Mio et al., 1990a), การเดินทางที่ 11 knots (ประมาณ 20 km/h), และสำรวจในช่วงเวลาตามฤดูกาล (08.00 น.-18.00 น หรือ 10 h วัน), จะต้องเรือ 68 1 ปี หรือเรือลำหนึ่งปี 68 ชัดเจน หา DFG ซีอย่างมีประสิทธิภาพ วิธีการตรวจสอบโดยตรง และทางอ้อมและเทคโนโลยีมีความจำเป็นแหล่งค้นหาพื้นที่มีศักยภาพสนับสนุนการใช้เริ่มต้นของวิธีการทางอ้อมเพื่อปรับปรุงความสามารถในการตรวจสอบสำหรับ DFG Brainard et al. (2001) แนะนำการใช้ดาวเทียมสังเกตการณ์ระบุโซนความเข้มข้น DFG ทั่วไป ใช้เครื่องบิน และเรือเหล่าโซน และทำงานที่ระดับแผ่นกรองของการตรวจสอบโดยตรง และทางอ้อมจนสามารถดำเนินการเอาจริงของ DFG วิธีทางอ้อมใช้พร็อกซีสำหรับเศษเช่นการระบุเงื่อนไขที่จะรวมหรือข้นเศษน่า spatially หรือ temporally oceanographic เมื่อระบุพื้นที่เศษ putative อ้อม DFG ค้นหาสินค้าหรือเพิ่มสำหรับคาดว่าต้องตรวจสอบโดยตรง ตรวจสอบโดยตรงเกี่ยวข้องกับการระบุ และค้นหาเฉพาะชิ้นเศษผ่านเทคโนโลยีไร้สายระยะไกลหรือการสังเกตมนุษย์โดยตรงเกิดขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ (Pichel et al., 2007) และรัฐอะแลสกาของอ่าว (Pichel et al., 2012) จำนวนเล็กน้อยเน้นพยายามเลื่อนการตรวจพบโดยตรงเกี่ยวกับ DFG รวมการสร้างโมเดล การวิเคราะห์ระยะไกลไร้สายข้อมูล และสังเกตภาพอากาศดาวเทียม ใน 2008 ครูวิจัยที่นำ โดยชาติมหาสมุทรและบรรยากาศจัดการ (NOAA) ทดสอบความเป็นไปได้และใช้ระบบเปิดเรืออากาศยานอากาศยานไร้คนต้นแบบ (UAS) สำหรับการตรวจพบ short-range DFG เกี่ยวกับเจียมเนื้อเจียมตัว แต่นิมิตผล (R. Brainard และต. Veenstra สื่อสาร)ในขณะที่ความพยายามเหล่านี้และอื่น ๆ ได้ส่งข้อมูลที่จำเป็นในการพัฒนาความสามารถในการตรวจจับ และลบ DFG ซี ช้าก้าวของก้าวหน้าผู้เรียนเป้าหมายนำใน 2008 NOAA ครูตามข้างต้นเสนอว่า วิธีควบ multidisciplinary และกลยุทธ์ที่ทะเลตรวจ DFG จำเป็น ที่นี่ เราใช้วิธีบูรณาการความรู้จากทางกายภาพสมุทรศาสตร์ ระยะไกลไร้สายเทคโนโลยี นโยบายทางทะเล และเศษทะเลศึกษาการร่างกลยุทธ์เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้ที่ซีตรวจ DFG มีเป้าหมายสูงสุดของการค้นหา และลบเกี่ยวกับ DFG

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความเป็นไปได้ของการตรวจสอบที่ทะเล และการกำจัดทิ้ง สูญหาย หรือ ถูกแบล็คลิสต์ มุ้ง เส้น และทุ่นที่ประกอบด้วยอุปกรณ์ตกปลาถูกทอดทิ้ง ( DFG ) ในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือได้สืบสวนมานานกว่าทศวรรษ ( ที่ตั้ง et al . , 2001 ) เมื่อจะเข้าสู่บริเวณน้ำตื้นรอบเกาะฮาวาย โดยเฉพาะพื้นที่ที่ได้รับการป้องกันจาก papah อุบาสกอุบาสก naumoku เคียทางทะเลแห่งชาติอนุสาวรีย์มัน abrades และทำลายแนวปะการัง และ entangles ซึ่งเป็นช่วงอันตรายที่ฮาวาย ดวงตราพระ ( โมนาคัส schauinslandi ) ขู่สีเขียวน้ำทะเลเต่า ( คีโลเนีย mydas ) , และพืชอื่น ๆ ( บาลา 1985 โดโนฮิว et al . , 2001 และ น โบแลนด์ และ โดโนฮิว , 2003 ) ลดความซับซ้อนในจะถูกระบุเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการกู้คืนของซีลพระ ฮาวาย ( nmfs

) )การกำจัดจะหลังจากมีป้อนตื้นและเป็น snarled ในแนวปะการังคืออันตรายที่ใช้แรงงาน และการแข่งขันราคาแพง . ในทะเลการกำจัดจะช่วยลดอันตรายจากการทํางานในตื้น ป้องกันความเสียหายของแนวปะการัง และลดอันตรายจากการพัวพัน nearshore ประทับตราพระภิกษุสงฆ์ฮาวาย เนื่องจากผลประโยชน์เหล่านี้ในทะเลการกำจัดจะถูกระบุว่าเป็นสําคัญใน papah อุบาสกอุบาสก naumoku เก๋ทะเลอนุสรณสถานแห่งชาติแผนบริหารจัดการ ( pmnm , 2008 ) .

ในขณะที่ผลกระทบของน้ำจะตื้นจะรู้จักดี และบันทึกสภาพแวดล้อมทางน้ำลึกยังพบประสบการณ์ผลกระทบ dfg ( มัตสึ et al . , 2005 ) และ น จิลาร์ดี้ et al . , 2010 )และศึกษาศักยภาพการป้องกันผลกระทบของสภาพแวดล้อมในน้ำจะลึกเป็นอย่างเท่าเทียมกันที่น่าสนใจที่จะตรวจสอบและค้นคืนทะเลทะเลทะเลเศษ

ที่ตรวจสอบเป็นความท้าทายหลักที่จะเอา dfg ก่อนที่ผลกระทบสภาพแวดล้อมทางทะเลและชนิด ใหญ่ ระยะทางที่เกี่ยวข้อง ประกอบกับการขนส่งและค่าใช้จ่ายการดำเนินงานของเรือ และเครื่องบินขีดเส้นใต้ความสำคัญของความสามารถในการค้นหา dfg ในทะเลบนพื้นที่ประณีตมากขนาด ต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงความท้าทายนี้ สำรวจน้อยกว่าร้อยละหนึ่งของมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ ได้แก่ แนว 3-degree ภายใน 30 ° 35 องศา และจาก 150 องศา 180 ° W ต้องครอบคลุมประมาณ 1 × 106 ตารางกิโลเมตร .ครอบคลุมเช่นพื้นที่การมองเห็นในระยะ 100 เมตร จะสังเกตจากแต่ละด้านของเรือ ( ตามที่อธิบายไว้ในมิโอะ et al . , 1990a ) , การเดินทางที่ 11 นอต ( ประมาณ 20 km / h ) และสำรวจ ตลอดวัน ( 8 โมงเช้า ถึง 6 โมงเย็น หรือ 10 ชั่วโมง / วัน ) , ต้องการ 68 เรือ 1 ปีหรือหนึ่งเรือ 68 ปี ชัดเจน สามารถค้นหา dfg ในทะเลการรวมกันของวิธีการตรวจสอบโดยตรงและโดยอ้อม และเทคโนโลยีที่จำเป็น

ความกว้างใหญ่ของพื้นที่การค้นหาศักยภาพชอบใช้เริ่มต้นของวิธีทางอ้อมเพื่อปรับปรุงความสามารถในการตรวจจับจะ . ที่ตั้ง et al . ( 2001 ) แนะนำวิธีสังเกตดาวเทียมเพื่อระบุโซนที่ความเข้มข้นจะทั่วไป การเรือ อากาศยาน และโซนนั้นและการทำงานที่ก้าวหน้าขึ้น เกล็ดของอ้อมและตรวจสอบโดยตรงจนกว่าจะกำจัดจริงได้สำเร็จ วิธีการทางอ้อมใช้ผู้รับมอบฉันทะสำหรับเศษ เช่น ระบุเงื่อนไขทางสมุทรศาสตร์ที่อาจจะรวมหรือเน้นความแตกต่างหรือเศษชั่วคราว . เมื่อพื้นที่เศษซึ่งถูกระบุโดยทางอ้อมค้นหาสินค้า หรือจะผสมกับการกำจัดคาดว่าจะต้องตรวจสอบโดยตรง การตรวจสอบโดยตรงเกี่ยวข้องกับการระบุและการค้นหาเฉพาะชิ้นเศษผ่านระยะไกลเทคโนโลยีสังเกตหรือมนุษย์โดยตรงสัมผัส

นิดเดียวเน้นความพยายามที่จะเลื่อนการตรวจสอบโดยตรงของผิวน้ำจะเกิดขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิคเหนือ ( pichel et al . ,2007 ) และอ่าวอลาสก้า ( pichel et al . , 2012 ) การบูรณาการแบบจำลอง การวิเคราะห์ข้อมูลจากการรับรู้ระยะไกลจากดาวเทียม และภาพต่างๆ ใน 2008 ,งานวิจัยที่นำโดยการล่องเรือในมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติการบริหาร ( NOAA ) ทดสอบความเป็นไปได้ และใช้เป็นเรือต้นแบบเปิดตัวระบบอากาศยานไร้คนขับ ( UAS ) สำหรับการตรวจหาระยะประชิดกับของทะเลจะเจียมเนื้อเจียมตัว แต่นิมิตผล ( R . ที่ตั้ง ต. veenstra และการสื่อสารส่วนตัว

)ในขณะที่ความพยายามเหล่านี้และคนอื่น ๆได้สนับสนุนข้อมูลที่จำเป็นในการพัฒนาความสามารถในการตรวจจับและลบจะอยู่ในทะเล จังหวะช้าของความคืบหน้าไปสู่เป้าหมายนำผู้เข้าร่วมในปี 2008 NOAA ล่องเรือที่ระบุไว้ข้างต้นเสนอที่น่าสนใจ แนวทางสหสาขาวิชาชีพและยุทธศาสตร์ในทะเลการตรวจสอบจะถูกต้อง . ที่นี่เราใช้วิธีการดังกล่าว โดยการบูรณาการความรู้จากสมุทรศาสตร์กายภาพ เทคโนโลยีการรับรู้จากระยะไกล , นโยบายทางทะเลและการศึกษาเศษทางทะเลที่จะร่างกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในทะเลการตรวจหา dfg , กับเป้าหมายของการค้นหาและการลบผิวน้ำจะ .