NASA对夏季的北极融冰情况进行飞行测量

摘要: 今年早些时候,北极海冰量已经连续第三年降到冬季的历史记录新低。目前,NASA正在安排一系列航空设备,观测格陵兰岛北部在融冰季节对北极最古老、冰层最厚地带的影响。

09-08 11:08 首页 NASA中文

“冰桥行动(Operation IceBridge)”2017年7月19日起开始调研十二个冰上湖泊之一的湖深测量情况。

来源: NASA/John Sonntag


今年早些时候,北极海冰量已经连续第三年降到冬季的历史记录新低。目前,NASA正在安排一系列航空设备,观测格陵兰岛北部在融冰季节对北极最古老、冰层最厚地带的影响。


7月17日,NASA的极地冰川空中观测平台——“冰桥计划”团队在格陵兰岛西北部的图勒空军基地( Thule Air Base)启动了一个短期项目。天气允许的情况下,“冰桥计划”团队的科学家将完成六次时长达4小时的飞行,观测那些“幸存”了至少一个夏季的海冰。这些多年形成的海冰,曾经是北极冰川的壁垒,现在正随着气候变暖而急剧融化萎缩。上个世纪80年代中期,这些多年冰覆盖面积占北极海冰总量的70%,然而到了2012年末,覆盖率已不足20%。


“北冰洋中央大部分区域都曾经被多年厚冰覆盖,这些多年冰并不会在夏季完全融化和反射太阳光,”“冰桥计划”项目科学家兼位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德航天中心的海冰研究员NathanKurtz说,“但现在大部分多年冰已经不复存在,海洋完全暴露在阳光下,吸收着大部分的太阳能量。这就是北极气候变暖速率几乎达到全球变暖两倍的原因之一——我们失去北冰洋海冰的同时,也失去了它反射太阳光的保护作用,也就是说我们的地球缺少了海冰冷却机制。”


此次空中测量将对海冰融化形成的湖泊进行调查,这些融化海水覆盖在海冰表面会进一步加快剩余海冰的融化。去年夏天,“冰桥计划”团队启动了一个短期项目,从阿拉斯加的巴罗出发研究“年轻”海冰的情况,这些海冰比多年冰更薄更平缓,因此其表面融化及覆盖的海水也较浅。


“今年我们的空中测量持续了一整个夏天,观测到的海冰形态多样,冰势崎岖不平,因此其表面融化形成的湖泊造型也多有不同,” Kurtz说道。


“从春季到现在,海冰很可能已经移动了数百英里,所以我们可以通过卫星数据追踪这些持续移动的海冰,” Kurtz说。


夏季的飞行任务中将搭载型号HU-25C的守护猎鹰飞机,从位于弗吉尼亚开普敦的NASA兰利研究中心出发。飞机将携带一套用于测量海冰高程的镭射设备、一台用于记录陆地冰川地图的高精度像机,另外还会携带两套实验设备。


机载地形测绘激光高度计是“冰桥计划”的主要设备,目前已经升级到每秒10000个脉冲的发送频率,与之前的版本相比脉冲间隔更短、发送速率提升超过三倍。此次升级将提高海冰高程的测量精度,同时尝试拓展到陆地冰川的测量。在这个过程中,“冰桥计划”研究人员想实验测试激光能否测量格陵兰岛冰盖表面形成的海蓝湖的水深。大型的冰川融水湖泊很常见,但是想通过卫星数据反演湖泊水深和水体体量,目前该技术并不是很成熟。要知道,湖泊水深的测量是计算夏季格陵兰岛冰盖表面融冰量的关键。


2017年7月17日,“冰桥计划”空中监测平台观测到的一大片表面布满融化形成的湖泊的浮冰,周围可见小型浮冰。

来源:NASA/Nathan Kurtz


“科学家们通过Zodiacs(http://www.zodiacaerospace.com/en/zodiac-data-systems)收集的数据直接进行湖泊水深的测量,”激光仪器小组的首席研究员Michael Studinger说,“这样做是非常危险的,因为这些湖泊可能毫无预警地排干,你一定不希望此时你正在湖上测量数据。而机载遥感数据无疑是更安全、更有效的。”


研究人员采用激光高度计在沿海地区进行海底地形的测量,因此Studinger很乐观的认为高度计将能够探测到融水湖泊的底部,而且“冰桥计划”可能在不久的将来也会拓展此类应用。“冰桥计划”团队7月19日起飞跃了格陵兰岛西北部的十几个冰上湖泊并获得了测量数据,之后的几周到几个月的时间Studinger小组成员将对获得的数据开展分析工作。


“冰桥计划”团队的目标是收集有关南北极大陆及海冰变化的数据,并且根据NASA冰川云及陆地海拔卫星(ICESat)的数据持续进行分析工作。最早的ICESat任务在2009年结束,新的ICESat-2项目预期在2018年秋季开启。

作者:Maria-Jose Vi?as 翻译:莹雪 校对:Ian,董小咚


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