סיפור הקרח הלא מכוסה: למה אנחנו צריכים לצפות בקרחונים בעולם

קרחונים הם יותר מאשר נהרות קפואים; הם מאגרים מים מתוקים עצומים, פסלים של נופים הרים, ואחד התרמומטרים המובהקים ביותר של כדור הארץ התחממות; במשך עשרות שנים, מדענים תיעדו דפוס עולמי של נסיגה, תופעה שתורמת ישירות לגבהים של הים, משבשת את אספקת המים האזור האזורית, ומפעילה סכנות חוזרות ונשנות כגון התפרצויות אגם קרח (GLOF) הממרחקים ושפלים של קרחונים מרוחקים, לעתים קרובות, ממטרים, וממרחקים, ממטרים, וממרחקים, וממרחקים, ממטרים, וממרחקים של קרחונים, וממרחקים, וממרחקים, וממרחקים של קרחונים, ממטרים של קרחונים.

מה זה לוויינים מבוססי לוויינים מרחוק לגינזיולוגיה?

חישה מרחוק לוויין היא המדע של רכישת מידע על כדור הארץ ’ משטח ללא מגע פיזי, באמצעות חיישנים רכובים על פלטפורמות מסלול. עבור ניטור קרחונים, חיישנים אלה לזהות קרינה אלקטרומגנטית משתקפת או נפלט על ידי קרח, שלג וסלע. היתרון המרכזי הוא כיסוי מרחבי: לוויין אחד יכול לצלם אלפי קילומטרים רבועים בתוך דקות, שוב ושוב, חיישנים שונים פועלים באזורי גל שונים, המתאימים לכל משימות ספציפיות.

חיישנים אופטיים

חיישנים אופטיים, כמו אלה על לנדסאט, Sentinel-2 ו- ASTER, לוכדים אור שמש בחלקים גלויים וקרובים-קרוב-המוכרים של הספקטרום, נתונים אלה אינם ניתנים לערעור גבולות מיפוי, מעקב אחר היקף שלג, וגילוי שינויים בתכונות פני השטח.השיא הארכימי של לנדסאט, חוזר ל-1972, מספק בסיס היסטורי ייחודי: LT2 קרחונים, לדוגמה, לדוגמה, קרחונים, לאחר מקיפים את הקרחונים, לאחר ריצוף של קרחונים, לאחר קרחונים, לאחר ריצוף קרחונים, לדוגמה, לאחר אטומי של ריצוף של אטומי של קרחונים, לאחר אטומי של ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חיישנים חסרי שנאה

חיישנים קדמוניים (למשל, MODIS, Landsat TIRS) מדד פולט קרינה תרמית, חושף תבניות טמפרטורה על פני השטח. על קרחונים, נתונים אלה יכולים להצביע כתמים חמים שבהם נמס פעיל, ממפה את היקף הקרח החשוף מול קרח חשוף מול קרח מכוסה פסולת, ולעזור איזון אנרגיה על פני מודל.

« « SAR)

SAR הוא משחק שינוי עבור אזורים קוטביים וגבוהים המכוסים על ידי כיסוי ענן מתמשך לילות הקוטב ארוך.בניגוד חיישנים אופטיים, SAR משדר את אנרגיית המיקרוגל שלו עצמו ויכול לחדור עננים, גשם וחושך. אינטרפרומטרי SAR (InSAR) יכול למדוד תנועה קרקעית עם דיוק סמטר, המאפשר למדענים לחשב מהירות פני השטח המהיר הזה מראה כמה קרח הוא נע למטה, שהוא ישיר של מדד דינמי (R-1) כמו LT) כדי לספק את הקרחונים מרחוק, אפילו קרחונים, אפילו קומפקטיים, אפילו קומפקטיים, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, 1FD2, 000 קרחונים, 000 קרחונים, 000 קרחונים, 000.

אלטרטר (Laser and Radar)

(הלוויין אלטר מודד ישירות את גובה פני השטח של קרח.ראר אלטר (למשל, CryoSat-2, Sentinel 3) ו- לייזר altimeters (למשל, ICESat, ICESat-2) הדופקים באש על הקרקע ורשום את זמן ההחזר, מתן גובה עם דיוק ברמה נמוכה יחסית.

שיטות לגישור הקרחון: מבט קרוב יותר

מדענים משלבים נתונים מחיישנים מרובים כדי להפיק חבילה של מדדים המאפיינת את בריאות הקרחונים.בחירה של שיטה תלויה בשאלה נשאלת: האם הקרחונים מתכווץ באזור?

1 ממפה את הקרחון משתנה ושינויי סיטונוס

המדידה הפשוטה ביותר ומדידס; היכן מסתיים הקרח? & mdash; נעשה מאז התמונות הקדומות של לנדסאט. Analysts באופן ידני דיגיטציות קרחונים או להשתמש אלגוריתמים סיווג אוטומטיים המפרידים קרח ושלג מסלע וצמחייה המבוססים על רפלקציה ספקטרלית.FLT:0Band ביחס ל-FLT:1 (למשל, באמצעות גלימה אדומה וקצרת יערות) נמצאים כמעט 20 ק"מונים חדשים, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, החל מטווח של מחקר חדש, החל מ-20 ק"מחדש, אך ורק 20 ק"מחדש, החל מ-20 ק"מחדש, החל מ-עשר שנים, אך ורק לאחר מכן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000

דף הבית > Surface Elevation and Volume Change

(הופנה מהדף Altimetry או דיגיטלי (DEMs) מ-stereo-Photogrammetry. Optical Satelliteזוגות (למשל, ASTER, SPOT, Pléiades) יכולים לייצר DEMs ברזולוציה גבוהה, מטבוליזם של 2 ק"ג מ- DEMs בשנים שונות מניבה מפה של קרח עבה או דקינג.

קרח ווטונסי מ-Competing and InSAR

קרחונים זורמים כמו נהרות איטיים.מהירות מדידה עוזר למדענים להבין אם הקרחון הוא ריצוף, מכווץ, או מגיב לשינויים במונח שלו.לשלב תכונות להשוות תמונות אופטיות או SAR, זיהוי crevases או סלעים העוברים מטה מטה מטה מטה מטה מטה בוהק.InSAR מנצל את ההבדל בין שתי תמונות SAR כדי לזהות עקירה קו הראייה לווייני; כאשר בשילוב עם מהירות כפולה של דינמית יכול להתרחש אפילו מדממה נמוכה.

Mass Balance: The Ultimate Metric

(הבדל בין הצטברות (הסתה) לבין חסימה (התחילה, ⁇ ) זהו המדד הישיר ביותר של הקרחון ’ התגובה לאקלים.יש שתי גישות באמצעות חישה מרחוק: FLT:0geodeticFLT:1 (שינויי שטח שונים או altime) ו-LT2F:2lederended עבור חיישנים מרחביים נרחבים (מעודכן)

מדוע זה משנה: יישומים קריטיים של מעקב על הקרחון

הנתונים שנאספו על ידי לווינים אינם רק אקדמיים; הם מודיעים לניהול משאבי מים, מוכנות לסיכון ומדיניות האקלים העולמית.

Sea-Level Rise Projections

קרחונים הרריים וכובעי קרח מחוץ לגרינלנד ואנטארקטיקה מתכווץ במהירות, תורמים כ-20 וונדאש; 25% מהעלייה ברמת הים.מאזן ההמונים המנוכרת של לווין מזין לדגמים שמתכננים תרומות עתידיות.תחזיות מבטיחות דורשות רשומות ארוכות טווח.לדוגמה, מדד המעקב של FLT:0World Monitoring ServiceFFLT:1LT 1 מסתמך במידה רבה על עתירות מרוחקות לעדכון דוחות המוניים של נתונים אלה (IP) באופן קבוע.

ביטחון מים ועוצמה

מאות מיליוני אנשים תלויים במי קרחונים לשתייה, השקיה וכוח הידרואלקטרי באזורים כמו אינודוס, גנגס, ואגן יאנגטזה. כמו קרחונים נסוגים, העלייה הראשונית במי היתוך (מים פשפש) היא ואחריו ירידה. ניטור לוויין עוזר לעקוב אחר אם אגן מתקרב או עבר שיא מים, המאפשר תכנון מים טוב יותר.

ג'לוני לייק Outburst Floods (GLOFs)

קרחונים פורצים לעתים קרובות מאחורי אגמים לא יציבים של מזכרות-דממים.אם אגם ’ סכרים נכשלים, זה יכול לשחרר מבול קטסטרופלי במורד הזרם, להרוס תשתיות וחיים.FLT:0Satellites הם חיוניים לזיהוי ולעקוב אחר אגמים אלה FLT:1 .

שינויי האקלים

על ידי תיקון שינויים בקרחונים עם נתונים מטאורולוגיים (temperature, משקעים) ממודלים רדיאליים ואקלים, מדענים יכולים לייחס נסיגה להתחממות הנגרמת על ידי אדם.רגישות מרחוק מספקת את הראיות ההתבוננות הדרושות כדי לאמת מודלים אקלים ולעדכן מדיניות.לדוגמה, הנסיגה הכמעט-universal של קרחונים בטרופים (למשל, Kilimanjaro, ו-es) היא אינדיקטור עולמי חזק של התחממות ויזואלית.

אתגרים ב-Wising Remote Sensing of Glaciers

למרות הכוח הטרנספורמציי שלו, ניטור לווייני ניצב בפני מכשולים משמעותיים שחוקרים חייבים להתגבר עליהם.

כיסוי עננים וחושב Polar

חיישנים אופטיים הם חסרי תועלת כאשר עננים נוכחים, אשר תכופים באזורים הרריים רבים (למשל, טווחי החוף של אלסקה, פטגוניה) SAR פותר את בעיית הענן אך יש לו מגבלות משלו: שטח תלול יכול לגרום עיוותים גיאומטריים כגון מנוחה וצל, מה שהופך פרשנות קשה בעמקים צרים.FLT:0Combining נתונים רב-רגישים (al) הוא לעתים קרובות הכרחי כדי להשיג תצפיות רצופות).

סיקור: Debris Cover

קרחונים רבים בסביבות עתירי גבוה מכוסים עם שכבת פסולת סלע, במיוחד בהמלאיה וקרקובם. זה פסולת מבודדת את הקרח, מה שגורם למיפוי של גבולות הקרחון באמצעות חיישנים אופטיים, כי פסולת נראית כמו השטח שמסביב.האדום הקרמטורמל יכול לעזור לזהות קרח מחוספס קר, ו SAR backs יכול להבחין בין פסולת גסה ממיטתם חלקה, אך ורק מוקרן על ידי ספקטרום.

החלטות פרטיות ופיתוייות

חיישנים ברזולוציה גבוהה (למשל, QuickBird, WorldView, Pléiades) יכולים לפתור קרחונים קטנים ופרטי פרטים יפים, אבל רוחבם נפוחים וחדשים הם ארוכים. Moderate-resolution חיישנים (למשל, Landsat, Sentinel-2) יש 10 – 30 מ"מ ו-5ndash; חזור על ימים, מתאים ניטור חיישנים בינוניים (DIS) אבל חייב להיות סיקור יומי).

אימות קרקע

מוצרים מרוחקים של חישה חייבים להיות מאומתים עם מדידות מקומיות ו-mdash;mass Balances, GPS מהירות סימון, ודירוגי גובה.עם זאת, נתונים קרקעיים הם מאוד דלים באזורים מרוחקים של קרחונים בשל עלות וגישה.זה מציג אי-ודאות, במיוחד בהמרות נפח-למס, שבו צפיפות של אשן (מבוגר) היא גרועה ידועה בין קמפיינים שדה-קולאריים חיוניים, במיוחד בין סוכנויות אבטחה וסוכנויות חלליות.

עיבוד נתונים והתאמה

נפח ה-Sheer של נתונים לווייניים (petabytes) דורש צינורות עיבוד מתקדמים. Aligning נתונים מחיישנים שונים עם מערכות קואורדינטות שונות, החלטות ותקופות הוא אתגר חישובי גדול יותר. למידת מכונה מועסקת יותר ויותר לסווג באופן אוטומטי תכונות, למלא פערים ופתיחת נתונים. Open Data Policy מסוכנויות כמו נאס"א, ESA ו- USGS היו קריטיים, אך מבוססות ענן (למשל, Google) הן כיום הכרחיות לעיבוד נתונים חיוניים למעבדים.

כיוונים עתידיים: חיתוך טכנולוגיות ומשימות

העשור הבא יראה קפיצה קוונטית ביכולת שלנו לפקח על קרחונים מהחלל, מונע על ידי משימות חדשות, AI והיתוך נתונים.

הבא:Generation Satellites

  • NASAA-ISRO SAR Mission (NISAR:FLT: 1 Slated עבור שיגור ב-2024, NISAR יספק נתונים L-band ו-S-band SAR עם 12 ימים חוזר, המאפשרת מדידות ברזולוציה גבוהה של מהירות פני השטח של קרח ועיוות על כמעט כל כדור הארץ &rquo; אדמה וקרח.
  • (FLT:0) קופרניקוס Sentinel הרחבה:BuildFLT:1 ESA מתכננת משימות חדשות, כולל משימה אל-זמנית גבוהה (CRISTAL) המיועדת במיוחד למדוד טופוגרפיה ועובי.הדור הבא של Sentinel 3 המוצע יערוך תמונות תרמיות אופטיות מתקדמות.
  • (FLT:0)ICESat-2 המשך: בעוד ICESat-2 פועל מעבר לציפיות, נאס"א כבר דנה במשימה של לייזר לאחר-על-על-פי לייזר (כמו ICESat-3) כדי להבטיח שום פער ברשומות גובה.שילוב של ICESat-2 ו- DEM בעל-היד-העוצמה בעתיד ייצור הערכות חסרות תקדים של שינוי קרח.
  • (FLT:0) לוויינים קטנים: קונסולת 1:1 קונסולות כמו פלנט (Dove, SkySat) ו Maxar (WorldView Legion) מציעים תמונות אופטיות תת-מטר עם מושכות יומיות.למרות שמחיר יקר למעקב גלובלי, הם יותר ויותר נגישים באמצעות מודלים מנויים והם אינם מתאימים ללמידה של קרחונים משתנים במהירות או קמפיינים תקפים.

אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונות

למידה עמוקה היא מהפכה מיפוי קרחונים.רשתות עצביות מהפכתיות (CNN) יכולים כעת באופן אוטומטי לייצב גבולות קרחונים מדימויים אופטיים ו- SAR עם דיוק המתחרה אנליסטים אנושיים.רשתות עצביות חוזרות (RNN) משמשים לחיזוי שינוי עתידי מתקופות של תצפיות לוויין.FLT: Mactime למידת אלגוריתמים של אלגוריתמים מפלט:1 אשר בין ימי ענן או ממערכות של גלקסיות חיוניות כדי ליצור עיבוד נתונים.

פיוז'ן נתונים: שילוב הטוב ביותר של כל העולמות

העתיד הוא שיתופי: שילוב אופטי, SAR, altimetry, ואפילו gravimetry (למשל, GRACE-FO) למודלים מאוחדים.לדוגמה, באמצעות מהירויות של InSAR מ Sentinel-1 כדי להודיע לפרשנות של שינויים בגובה ICESat-2 יכולים להפריד דינמיזציה בין פני השטח.שלב gravirymet (אשר כולל שינוי המוני על פני אזורים גדולים) עם מסלולים חד-זמניים (אך עדיין מקיפים את המשתנים) אך ורק בעקביות אלה).

מדע וענן

פלטפורמות אינטרנט כמו FLT:0) Google Earth EngineFLT:1 וכלים בקוד פתוח (למשל, QGIS עם תוספים) הם דמוקרטיזציה ניטור קרחונים. מדעני אזרחים יכולים כעת לעקוב באופן ידני אחר קווי קרחונים באמצעות פורטלים כמו פרויקט הקרחון על Zooniverse, הכשרת אלגוריתמי AI בתהליך.זה אימות המונים משפר את איכות המוצרים האוטומטיים תוך כדי מעורבות הציבור במדעי האקלים.

פרקים מבוססי לוויין מרחוק חישה הפכה את הglaciology משדה נישה המסתמך על קמפיינים שדהיים הפועלים לתוך ארגון ניטור מקיף, קרוב-מציאותי של זמן-מה, אופטי, מכ"ם, וחיישנים לייזרים כל אחד מהם מביא כוחות ייחודיים, והשימוש המשולב שלהם מצייר תמונה מפורטת של איך העולם ’ קרחונים מגיבים לאקלים משתנה במהירות.