Как Националната гвардия подкрепя научните изследвания и мониторинга на околната среда

Отвъд бойното поле: Националната гвардия се стреми да играе роля в науката и опазването на околната среда

Когато повечето американци мислят за Националната гвардия, образите на облекчението при бедствия, за разполагането в чужбина или за операциите по националната сигурност често се сещам. И все пак под тази добре известна мисия се намира по-тиха, еднакво важна роля: Пазителите поддържат подкрепата за научните изследвания и мониторинга на околната среда. От проследяването на токсичните струи след промишлени аварии до разполагането на мобилни лаборатории по време на наводнения, Националната гвардия вече служи като критичен мост между военната готовност и опазването на околната среда. Този двупосочен капацитет, изкован през десетилетията на сътрудничество между агенциите, заема поста на гвардията като незаменим партньор на федералните агенции, университети и местни общности, работещи за разбиране и защита на нашия естествен свят.

С единици, разположени във всичките 50 щата, три територии и окръг Колумбия, Guard предлага национално разпределена, бързо разгърната сила, която може да достигне отдалечени или компрометирани зони, когато цивилните екипи не могат. Този географски отпечатък, съчетан със специализирано оборудване и технически опит, позволява на Guard да подпомага изследователски и мониторингови мисии, които иначе биха били невъзможни или по-скъпи само за граждански агенции.

Националната гвардия на научната инфраструктура

Един от най-значимите приноси на Guard . Guards за научни изследвания е инвестицията му в транспортируема лабораторна възможност, специализирано оборудване за откриване, и специален персонал, обучен в екологични проби и анализи. Тези активи, първоначално придобити за химическа, биологична, радиологична и ядрена (CBRN) защита, са били повторно обновени или двойно-тествани в подкрепа на мисии за мониторинг на околната среда в цялата страна.

Мобилни лаборатории и полеви разработчици

Много държавни организации на Националната гвардия поддържат мобилни лабораторни платформи, които могат да бъдат задвижвани, прелитат или изпратени до почти всяко място в рамките на часове. Тези самостоятелни единици са оборудвани с газови хроматографи, масови спектрометри, химически анализатори и биологични системи за откриване, способни да идентифицират замърсители във въздуха, водата и почвата. По време на разлива Deepwater Horizon масло, например, мобилните лаборатории на Националната гвардия на Луизиана са подкрепяли усилията за вземане на проби по околната среда по крайбрежието на Персийския залив, като са предоставили данни в реално време на екипите за реагиране и федералните учени.

Тези платформи са закалени за ожесточени среди, което им позволява да работят в екстремни горещини, студени или опасни условия, където гражданските лаборатории не могат да създадат опора. Скорошните подобрения са добавили дистанционни телеметрични възможности, позволяващи на учените в университетите или федералните агенции достъп до сензорни данни и видеоклипове от командни центрове на стотици километри.

Освен мобилните лаборатории, охранителите имат достъп до безпилотни летателни системи (дрони), оборудвани с многоспектърни и термокамери. Тези въздушни платформи подпомагат оценката на здравето на растенията, изследванията на популацията на дивите животни и идентифицирането на източника на замърсяване в райони, които са трудни или опасни за достъп пеша. Националното бюро за охрана активно насърчава използването на дрони за мониторинг на околната среда, признавайки потенциала на тези системи за двойно използване както за военно обучение, така и за обществено ползване.

Специализирани съоръжения и сензорни мрежи

Отвъд мобилните лаборатории, Guard работи с нарастваща мрежа от екологични сензори, способни да наблюдават непрекъснато широки географски райони. Наземните сензори следят параметрите за качеството на въздуха, включително прахови частици, озон, азотен диоксид и серен диоксид. Станции за мониторинг на водата, разположени в партньорство с Geological Survey (USGS) и държавни агенции за околната среда, измерване на рН, турбидност, разтворен кислород и наличие на тежки метали или селскостопански руно.

Много от тези сензори предават данни чрез сателитни или клетъчни мрежи, което позволява на персонала на Guard да поддържа дистанционно информираността за ситуацията. Когато се откриват необичайни данни, екипите на полето могат да бъдат изпратени за потвърждаване на вземането на проби и анализа. Този хибриден подход, съчетаващ постоянно наблюдение с целева реакция, отразява военната концепция за постоянно наблюдение и се оказа високо ефективен за приложения в околната среда.

Човешкото измерение: Експерт по персонал и обучение

За разлика от военните единици, те са съставени от почасови граждански войници и пилоти, които носят граждански опит в областта на науката, инженерството, общественото здраве и управлението на околната среда във военните си роли.

Учени в униформа

В своята гражданска кариера те работят за университети, федерални агенции, частни лаборатории или консултантски фирми за опазване на околната среда. Когато са активирани за научна мисия, тези лица носят професионалните си умения и институционалните си познания директно на терена, често работят заедно с цивилните си колеги от същите местни общности.

Националната гвардия на САЩ е въоръжена и поддържа специални звена с конкретни научни и технически мисии. Националната гвардия на САЩ е била активирана в подкрепа на екологичните оценки след промишлени аварии, химически разливи и природни бедствия. Техните експертни познания в оценката на опасностите и вземането на проби от околната среда се превръщат директно в ръководени от цивилни изследвания и мониторингови усилия.

Кръстосано обучение с федерални агенции

Научният персонал на Gard готварската гвардия редовно тренира заедно с партньорите от Агенция за опазване на околната среда (EPA), USGS, Националната океанска и атмосферна администрация (NOAA) и държавните отдели по околна среда. Тези съвместни учения обхващат протоколи за вземане на проби, процедури за осигуряване на качеството на данните, стандарти за управление на данните и протоколи за опазване на здравето и безопасността при работа в замърсени среди. Резултатът е сила, която може безпроблемно да се интегрира в граждански научни операции с минимален надзор.

В много държави, членовете на гвардията участват в ежегодните упражнения за мониторинг на околната среда, които симулират сценарии за замърсяване на реалния свят. Тези упражнения стрес тест на Gard . Способността на Gard да разполага мобилни лаборатории, да установи връзки с федерални учени, събиране и анализ на проби под натиск от времето, и реле открития на лицата, вземащи решения.

Операции по мониторинг на околната среда в цялата нация

Мисията за мониторинг на околната среда включва качество на въздуха, качество на водата, замърсяване на почвата, здраве на дивата природа и оценка на екосистемите. Тези операции се извършват в широк спектър от настройки, от градските индустриални коридори до отдалечени райони на дивата природа, и са предизвикани както от внезапни извънредни ситуации и текущи нужди от научни изследвания.

Мониторинг на качеството на въздуха по време на пожари и промишлени инциденти

Когато пожарите покриват общностите с дим, мобилните лаборатории на Пазителите се разгръщат за наблюдение на прахови частици (PM2.5), въглероден окис, летливи органични съединения и други замърсители на опасния въздух. Тези данни в реално време се хранят с съвети за общественото здраве, решения за затваряне на училищата и насоки за уязвими популации като възрастните хора или тези с дихателни условия.

През 2019 г., след голям химически пожар в Тексас, екипите за наблюдение на въздуха на Националната гвардия на Тексас създадоха станции за вземане на проби около периметъра на инцидента, за да следят движението на токсичните струи и да гарантират безопасността на близките жители. Техните данни, споделяни с местните здравни органи и СИП, помогнаха за евакуацията и решенията за повторно въвеждане.

Guard също така разширява капацитета си за оценка на качеството на въздуха в закрити помещения, особено в обществени сгради като училища, съдебни домове и аварийни приюти. Използвайки преносима апаратура, Guard екипите могат бързо да оценят ефективността на вентилацията и да идентифицират източниците на замърсяване в помещенията, допринасяйки за по-здравословните условия както за общностите, така и за персонала на Guard.

Оценка на качеството на водата след наводнения и урагани

Замърсените води могат да пренасят отпадъчни води, селскостопански химикали, тежки метали и промишлени замърсители в домовете, доставки на питейна вода и чувствителни екосистеми. Националната гвардия играе централна роля в характеризирането на тези опасности и в подкрепа на безопасното възстановяване.

Екипите за наблюдение на водите на охранителната система събират проби от повърхностни води, частни кладенци и общински водни системи за изследване на бактериалната зараза (колиформени бактерии, E. coli), химични замърсители и физични параметри като мътнина и рН. В резултат на урагана Катрина, лабораториите на Луизиана Гвардия обработват хиляди проби от вода, за да ръководят решения за безопасност на питейната вода и управление на водите. Подобни операции последваха Хюрикани Харви, Флоренция и Майкъл, с единици на гвардията от множество държави, които се разгърнаха, за да подкрепят засегнатите общности.

В резултат на това, те са използвали събраните данни за модела на контаминационния транспорт в речните системи и за идентифициране на тенденциите в качеството на водата през множество сезони на наводнения.

Оценка на почвата и на седатива

Замърсената почва и седиментите представляват устойчиви опасности за околната среда, особено в райони с наследство от промишлена дейност или военно обучение. Националната гвардия е експерт в вземането на проби и анализа на почвата, както за екологични проекти, така и за мониторинг на базовите условия за планиране на земеползването.

Освен това, те поддържат мониторинг на седиментите в реки, езера и крайбрежни зони, като помагат за проследяване на движението на замърсители като ПХБ, живак и пестициди през водни екосистеми.

В някои държави, Guard е партнирала със селскостопанските услуги за разширяване на обхвата на почвените здравни параметри в земеделските земи, включително нивата на хранителни вещества, съдържанието на органични вещества и уплътняването. Тези данни подкрепят устойчивите земеделски практики и помагат за идентифицирането на области, в които мерките за опазване могат да намалят оттичанията по водните пътища.

Сътрудничество с изследователските институции и федералните агенции

Научните операции на "Гардиънс" не се извършват в изолация. Успешните мисии зависят от дълбокото, устойчиво сътрудничество с водещите изследователски институции и федералните научни агенции. Тези партньорства обединяват оперативните възможности на "Гардиите" с аналитичната дълбочина и дългосрочната перспектива на академичните и правителствените науки.

Университетски партньорства

Много държавни национални гвардейци са сключили официални споразумения с университетите в рамките на своите държави, за да подкрепят съвместни изследователски проекти, възможности за обучение на студенти и технологично развитие. Тези партньорства позволяват на университетските учени да получат достъп до възможностите на Гвардията, докато персоналът на Пазителите се възползва от излагането на най-новите научни методи и аналитични техники.

В Университета на Аляска Феърбанкс например изследователите си сътрудничат с Националната гвардия на Аляска по проекти за мониторинг на околната среда в Арктика и подарктическите региони. Въздухоплавателни средства за охрана осигуряват транспорт до отдалечени полеви обекти, както и служители на гвардията помагат с вземане на проби логистика в предизвикателни терени и времето. Това партньорство е позволило изследвания на постоянна замръзнала размразяване, крайбрежна ерозия, модели на миграция на дивата природа, както и въздействието на изменението на климата върху пейзажите на Аляска.

Други университети са разработили съвместни програми за обучение, които удостоверяват членовете на гвардията в методите за вземане на проби по околната среда, управлението на данните и протоколите за осигуряване на качеството. Тези програми създават тръбопровод от обучен персонал, който може незабавно да допринесе за научни мисии, като същевременно изгражда умения, които се прехвърлят към цивилните екологични кариери след тяхната служба "Гардия."

Обмен на данни и координация между агенциите

Данните, събрани от Пазителите по време на мисиите по околна среда, се споделят редовно с федерални агенции като СИП, USGS, NOAA и Американската служба за управление на горите. Тази интеграция гарантира, че събраната от Пазителите информация допринася за по-широките научни данни и информира националните екологични оценки.

При големи инциденти ролята на Гардиън в събирането и предаването на данни става особено важна. Когато комуникационните мрежи са повредени от бедствия, системите за сателитна комуникация на Пазителите гарантират, че данните за околната среда продължават да се предават от полеви екипи към командни центрове и федерални учени. Тази устойчивост се оказа критична по време на урагани, земетресения и други събития, които нарушават гражданската инфраструктура.

Образователен опит и общностен ангажимент

Националната гвардия се ангажира с науката и се простира отвъд оперативните мисии в образованието и общността. Чрез училищни програми, обществени събития и инициативи за развитие на младежта, Гвардията насърчава грамотността на околната среда и насърчава следващото поколение учени и настойници на околната среда.

СТЕМ Образование и младежки програми

Тези презентации често включват ръчно демонстриране на оборудване за вземане на проби, сензорни технологии и софтуер за анализ на данни. Участието на "Гардиите" в обучението на СТЕМ е особено важно в селските и неподдържаните общности, където учениците могат да имат ограничено излагане на научни кариери.

Националната гвардия също така подкрепя програми за развитие на младежта като Младежката академия Chahlenge, която включва модули на околната среда науката в програмата си. Студентите учат за тестване на качеството на водата, наблюдение на въздуха и здравето на екосистемите, като придобиват практически умения, докато развиват чувство за екологична отговорност. Някои програми на младите ChahlleNGe включват посещения на терен до Gard екологични сайтове за мониторинг, като дават на студентите пряк опит с научна работа в областта.

Инициативи за общностна наука и мониторинг на гражданите

В няколко държави, Guard е партнирала с общностни научни организации, за да разшири обхвата на мониторинга на околната среда. Guard персонал обучава доброволци в основни техники за вземане на проби, след което интегрира събраните от гражданите данни в по-широки мрежи за мониторинг. Този подход увеличава географското покритие и ангажираността на общността, като същевременно осигурява ценен контрол на качеството чрез професионален надзор.

Тези партньорства са особено ефективни при проследяването на инвазивни видове, наблюдението на качеството на водата в обществени водоеми и документирането на промени в местното население на дивата природа. Участието на Пазителите дава доверие на събраните от гражданите данни и гарантира, че усилията за мониторинг на общността съответстват на професионалните стандарти за научни изследвания и регулаторно спазване.

Първите мисии и бъдещите насоки

С развитието на екологичните предизвикателства Националната гвардия адаптира научните си възможности, за да отговори на новите изисквания.

Адаптиране и устойчивост на изменението на климата

Изменението на климата увеличава честотата и тежестта на много опасности за околната среда, които вече се отнасят, включително пожари, наводнения, топлинни вълни и крайбрежни бури. Пазителите реагират чрез инвестиране в системи за наблюдение, специално предназначени за проследяване на променливи, свързани с климата, като повишаване на морското равнище, постоянно замръзнало затопляне, суша, и екосистемни промени. Тези данни подкрепят планирането на държавната и федералната климатична адаптация, докато също така обучават персонала на гвардията да работи в променящите се условия на околната среда.

Няколко държавни стражи участват в пилотни програми за оценка на уязвимостта на военните инсталации към климатични въздействия, включително наводнения, екстремни горещини и пожари.

Замърсяващи вещества: PFAS и микропластични

Тези замърсители представляват сложни аналитични предизвикателства и изискват специализирани техники за вземане на проби и анализ. Обновяват се мобилни лаборатории, които могат да откриват PFAS при ниски концентрации, а персоналът на Guard получават обучение по подходящи протоколи за вземане на проби, за да се сведе до минимум кръстосаното замърсяване.

Партньорствата за научни изследвания с USGS и СИП проучват разпределението и съдбата на PFAS в подземните води, повърхностните води и почвата в различни региони. Събраните от охраната проби от военни тренировъчни обекти, летища и промишлени зони допринасят за национална картина на замърсяване и стратегии за информиране на PFAS за възстановяване. Подобни усилия са в ход за характеризиране на микропластичното замърсяване в сладководните системи, като Guard единиците подкрепят събирането и обработката на проби.

Интеграция на изкуствения интелект и анализ в реално време

AI системи могат да обработват отдалечени сензорни данни, да идентифицират аномалии, и да приоритизират проби за човешки анализ, да намалят времето между откриване и намеса. Пилотни проекти тестват класификацията на AI-базирани частици, използвайки спектрални данни от сензорите за охрана, с обещаващи резултати за подобряване на качеството на въздуха прогнозиране по време на събития от дивата природа.

Тези платформи имат за цел да предоставят на лицата, вземащи решения, информация за действие в рамките на минути след събирането на пробите, драматично подобрение на традиционните лабораторни времена на работа.

Заключение

Ролята на Националната гвардия в научните изследвания и мониторинга на околната среда се е увеличила от вторична мисия до основна оперативна способност, задвижвана от нарастващата нужда на нацията от бързо, надеждно екологично разузнаване. С мобилните си лаборатории, специализирания персонал, междуведомствените партньорства и програмите за ангажираност на общността, гвардията заема уникално място в пресечната точка на военната готовност и екологичното настойничество.

Независимо дали помага на изследователите на университети, изучаващи арктически екосистеми, отговарящи на химични разливи заедно с учените по СИП, или наблюдава качеството на въздуха по време на катастрофални пожари, Guard носи дисциплина, технически умения и непоколебим ангажимент за успех на мисията. Тъй като екологичните предизвикателства се засилват през следващите години, научните приноси на Пазителите само ще станат по-важни за нацията и здравето на планетата ни.

За изследователи, политици и общности, търсещи партньори в областта на околната среда, Националната гвардия е готова не само като защитник на нацията, но и като управител на нейното природно наследство.