211service.com
Odkrywanie powierzchni Grenlandii
Grenlandia posiada wystarczającą ilość wody, aby podnieść globalny poziom mórz o siedem metrów, a południowa Grenlandia już wykazuje przyspieszone topnienie. Ale tempo tego topnienia i innych dynamik lodu jest słabo poznane, częściowo dlatego, że powierzchnia Grenlandii jest tak nieodgadniona i pozbawiona cech charakterystycznych na zwykłych zdjęciach satelitarnych. Teraz nowe podejście do przetwarzania obrazu daje wyraźniejszy obraz subtelnych cech śródlądowych, zapewniając ostrzejsze wskazówki dotyczące ruchów lodowców – i lepszy wgląd w przyszłe podnoszenie się poziomu morza.
Nowe podejście do przetwarzania danych satelitarnych z lądolodów umożliwia wykonanie obrazów takich jak ten: pierwszy szczegółowy obraz formacji lodowej w kształcie zakraplacza o wymiarach 600 na 50 kilometrów, znanej nieformalnie jako NEGIS (od północno-wschodniej Grenlandii). NEGIS nie był nawet znany nauce do 1991 roku. Nowe podejście do przetwarzania pokazuje struktury i cechy, które dają wskazówki na temat topnienia tej i innych części Grenlandii i Antarktydy. NEGIS przesuwa się w kierunku morza z prędkością kilkuset metrów rocznie.
Technologia zaczyna się od aż 94 zdjęć w czerwieni i podczerwieni tego samego regionu, wykonanych przez dwa satelity NASA, zwane Terra i Aqua, które mają orbity polarne i przecinają Grenlandię kilka razy dziennie. Każdy surowy obraz – miara światła z powierzchni – ma rozdzielczość 250 metrów na piksel. Ale poprzez wyrównanie i uśrednienie wartości w obszarach nakładania się pikseli na wiele obrazów tego samego obszaru, naukowcy z National Snow and Ice Data Center na University of Colorado w Boulder zaostrzyli rozdzielczość do zaledwie 100 metrów na piksel i około czterokrotnie większy kontrast. wrażliwość.
Jednym z przykładów korzyści jest to, że naukowcy w końcu uzyskują wyraźny obraz formacji lodowej w kształcie kroplomierza o wymiarach 600 na 50 kilometrów, nieformalnie znanej jako NEGIS (od północno-wschodniej Grenlandii). Ta masywna cecha – która przesuwa się w kierunku morza z prędkością kilkuset metrów rocznie – nie była nawet znana nauce aż do 1991 roku. I nie była szczegółowo sfotografowana aż do ostatnich miesięcy. To, co teraz zrobiliśmy, to zobaczyć, jak daleko idzie w górę rzeki, jak blisko szczytu Grenlandii i zobaczyć niektóre struktury na krawędziach, aby uzyskać wyobrażenie [o] jak szybko płynie lód i w jakich kierunkach płynie, mówi Ted Scambos, główny naukowiec i glacjolog w Boulder Center, który współtworzył podejście do przetwarzania obrazów.
Scambos mówi, że takie spostrzeżenia są wszystkim, jeśli chodzi o ustalenie, jak szybko lód Grenlandii wleje się do oceanu i zacznie zatapiać wybrzeża świata. Ta sama technologia jest stosowana do zdjęć Antarktydy, której pokrywa lodowa zawiera wystarczającą ilość wody, aby podnieść poziom morza o 65 metrów, jeśli wszystko się stopi. Tempo takiego topnienia jest jednym z najsłabiej poznanych, a jednocześnie najsilniej oddziaływujących skutków globalnego ocieplenia.
To daje nam lepszą rozdzielczość subtelnych struktur we wnętrzu pokrywy lodowej, mówi Scambos. Gołym okiem wygląda jak gładka biała równina. Ale są wzgórza, wyboje i grzbiety, które pokazują nam, jak płynie lód i jak spływa z lodowców. Gdy oddalimy się od wybrzeża, ważne cechy mają związek z przepływem lodu. Mogą być bardzo subtelne - wzgórza i doliny, które pokazują, jak lód przesuwa się z kontynentu. To, co mamy, to mapa, która pokazuje szczegóły znacznie dalej w głąb lądu, znacznie dalej niż wcześniej. Inne zdjęcia pokazują po prostu wnętrze pokrywy lodowej jako pustą białą powierzchnię bez żadnych cech.
Technologia wykorzystuje istniejące satelity obserwujące Ziemię. Ale to nie są jedyne. Inne satelity, w szczególności czujniki NASA Landsat i ASTER, są również dobrze znane z robienia ostrych obrazów macierzystej planety. Główną zaletą Terra i Aqua jest jednak większa wrażliwość na subtelne kontrasty światła – duża pomoc, gdy fotografowany obiekt to rozległa biała powierzchnia. Dodatkowo częściej dostępne są Terra i Aqua. Landsat nie przelatuje przez to samo miejsce częściej niż raz na 16 dni. Ponieważ wiele zdjęć satelitarnych jest bezużytecznych z powodu zachmurzenia, w praktyce stworzenie podobnej mapy wymagałoby wielu setek zdjęć z satelity Landsat, mówi Scambos.
Nowe podejście umożliwia również szybką ponowną ocenę całego arkusza na Grenlandii w celu wykrycia ważnych zmian krótkoterminowych. W rzeczywistości technologia ta umożliwia naukowcom tworzenie nowego obrazu całego arkusza w wysokiej rozdzielczości co dwa miesiące. A jeśli naukowcy zdecydują, że chcieliby jeszcze raz spojrzeć na mały obszar, inne satelity mogą potencjalnie zostać wykorzystane.
Temat jest czymś więcej niż tylko akademickim przedmiotem zainteresowania, zauważa Mark Fahnestock, geolog z University of New Hampshire w Durham, który współpracował z firmą Scambos nad tą technologią. Zasadniczo pokrywa lodowa Grenlandii wydziela – w ciągu ostatnich sześciu, siedmiu lat – o 40% więcej lodu niż dziesięć lat wcześniej, mówi Fahnestock. Staramy się zrozumieć dlaczego, więc możemy mieć jakiś pomysł, jak zaprojektować to w przyszłość. Gdy to zrozumienie stanie się jaśniejsze, naukowcy będą mogli powiedzieć światu, jak szybko i jak daleko może się podnieść poziom mórz. Może to nawet skłonić decydentów do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i zaplanowania cofnięcia się linii brzegowych i zalewu zaludnionych obszarów.
Jednym z niepokojących trendów na Grenlandii jest wzrost ogromnych jezior topniejących lodu, które tworzą się na powierzchni pokrywy lodowej w miesiącach letnich. Te masy wody znajdują pęknięcia i spływają w głąb pokrywy lodowej z niepewnym skutkiem. Nowa technologia obrazowania pozwala dostrzec takie pęknięcia i sposób, w jaki się zmieniają, mówi Fahnestock.
Na wysokim poziomie technologia może pokazać lód jako rodzaj rzeki w zwolnionym tempie. W rzece można zobaczyć stojące fale i bystrza, mówi Fahnestock. To ten sam obraz lodu, chociaż porusza się znacznie wolniej. Widzisz tę nierówność, ponieważ lód jest w ruchu. Szybkość topnienia pokrywy lodowej jest słabo poznana, a wiedza, gdzie jest wyboista, pozwala nam zrozumieć, dlaczego Grenlandia zmienia się tak szybko, jak jest dzisiaj, mówi.