近年來，海洋污染的問題愈發嚴重。其中，塑料垃圾是重要的污染源——預計到2030 年，某些海洋區域中塑料（包括微塑料）的數量將增加一倍，覆蓋地球表面71% 的海洋生態環境將遭到更為嚴重的破壞。而且，目前世界上已有近700 種水生物種受到微塑料的不利影響，包括海龜、企鵝和其他甲殼類動物。

不過在全球範圍內，如何真正量化這一問題的嚴重程度仍然是一個挑戰。

直到最近，兩名研究員提出了一種新方法可以通過衛星來遠程追踪海洋中的塑料垃圾，甚至是塑料碎片，從而發現了海洋中微塑料濃度的季節性流動現象。                     

自上世紀50 年代以來，全球塑料的年產量每年都在穩步增長，在2018 年達到3.59 億噸。與此同時，巨量的塑料垃圾正在從陸地轉移至海洋。

進入海洋環境的塑料可能會保留數百年和數千年，在此期間它們會由於機械和光化學過程而破碎，形成微塑料（< 5 毫米）或納米塑料（< 1 微米）。近幾十年來，科學家們也確實觀察到了微塑料漂浮物的數量激增，一些密度較大的材料則會下沉，破壞海底生態環境。

另外，微塑料能夠積聚和釋放危險的有機污染物，而其尺寸特徵容易導致水生生物誤食，一旦水生生物體內的有毒廢物堆積，很有可能會通過食物鏈給人類帶來健康問題。

水生環境中塑料垃圾的存在會對旅遊業、航運、拖網捕撈和魚類養殖等多個產業帶來潛在的威脅。解決微塑料的危害迫在眉睫，但傳統的採樣方法已經不能夠全面地反映出問題的嚴重性。

Madeline Evans 是密歇根大學氣候空間科學與工程系的研究助理。過去的幾年裡，他與Christopher Ruf 教授進行合作，基於美國宇航局的氣旋全球導航衛星系統（CYGNSS），使用雙基地雷達來追踪海洋中的微塑料。

Christopher Ruf透露，這一解決方案的底層邏輯在於微塑料的存在會對海洋表面產生某些影響，比如，漂浮大量微塑料的海域對風速的反應更弱，海面「粗糙度」更小。                 

因此，兩名研究員試圖通過當地的風速，來確認相應的海域是否有大量微塑料存在，並研究了CYGNSS 對海洋表面粗糙度的測量結果與預測值的偏差。

事實驗證了他們的方法。

而且，現有的模型可以提供微塑料污染程度和範圍的靜態快照，而使用CYNGSS 後則可以用來實時了解微塑料濃度。

雷鋒網注：圖中紅色部分為嚴重程度的微塑料污染  

在上述基礎上，兩位研究人員進一步發現，北印度洋的微塑料濃度往往在冬末春初最高，夏初最低；在大太平洋垃圾帶（Great Pacific Garbage Patch，微塑料的濃度在夏季最高，在冬季最低——具有非常顯著的季節性變化。              

測量結果的季節性變化讓人吃驚。在開始這個項目之前，兩位研究員一直認為海域內塑料垃圾的濃度是相對靜態的，“通過時間來推測微塑料濃度以前從未實現過。”

不過，不能用微塑料的直接取樣來驗證該方法仍然是一個主要的限制。Christopher Ruf 和Madeline Evans 目前服務於海洋垃圾和微塑料遙感的全球任務小組，幫助改進對於海洋垃圾的測量。