【技术创新】NASA为冰川制图提供关键性支持
来源: http://www.nasa.gov/content/goddard/nasa-support-key-to-glacier-mapping-efforts/
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2015-01-06

感谢来自美国国家航空航天局(NASA)和美国国家科学基金会(NSF)的支持,科学家们首次研制出第一幅格陵兰岛和南极洲冰川下详细的海床地图。这些新数据将帮助研究人员更好地估测冰川和冰盖未来变化情况,最终将涉及到海平面的变化研究。

美国堪萨斯州劳伦斯堪萨斯大学冰盖遥感中心(CReSIS)的研究人员近来制作了格陵兰岛雅各布港冰川和南极洲伯德冰川下方详细的地形图。

研究结果已在9月份的《冰川学》期刊上发布。CReSIS是NASA“冰桥行动”(IceBridge)项目(此项目是NASA研究北极与南极陆地和海冰的一项机载科学任务)的主要参加单位。

 

基于冰透雷达数据的雅各布港冰川3D海床地图(CReSIS提供)。

CReSIS研究人员使用计算机软件处理和分析收集的数据制作了两个冰川的地图,这些数据是在2008年和2011年间与NASA和NSF合作执行的与“冰桥”项目无关的野外工作中收集的。

这些数据从一个被称为多通道相干测深仪/成像仪(或MCoRDS /I)的冰透雷达仪上获得,这个仪器与自2009年冰桥行动开始使用的仪器相似。海底地形数据对于研究冰盖未来变化及其对海平面上升贡献的计算机模型很重要。CReSIS 中心主任Prasad Gogineni指出,没有海床地形,你就不能构建一个象样的冰盖模型。

雅各布港冰川是值得研究的,因为它是世界上移动最快的冰川,并且有着格陵兰冰盖约7.5%的排水量。冰川学家将制作雅各布港冰川的海床地形图作为一个长期目标。南极洲伯德冰川的移动速度也高于平均水平,但是不像过去听说过的其他冰川一样。

研究人员勘测了一个前所未知的伯德冰川下面的海沟,同时发现上世纪70年代以来的冰川深度测量值已经脱节,有些地方相差了至多半英里。

冰透雷达是一种勘测基岩地形的方法。这个仪器发送雷达电波,将冰面、冰盖内层和海床反射发回到仪器,为科研人员提供三维视图。冰桥行动机载冰透雷达数据对绘制格陵兰岛和南极洲海床地图提供了帮助,基于这些数据甚至发现了位于格陵兰岛北部冰面下的一个大峡谷。

对雅各布港冰川下的岩石进行成像是重要的,比勘测冰盖内部更加困难。相对温暖和粗糙表面的注出冰川减弱并分散了雷达信号,使得海床探测变得困难。

Gogineni说明,为了应对这些挑战,CReSIS使用一个配备大型天线阵的灵敏雷达设备,并利用几种处理技术去除干扰,建立了一个冰下海床视图。这展示了他们已经具有对冰层下海床进行制图的技术。

MCoRDS /I仪器可以追溯到在上世纪90年代中期NASA和NSF合作期间设计和建造的早期冰透雷达CReSIS。在此CReSIS仪器建造后的20年中,进行了改善,已经可以与NASA飞机和相关设备共同使用。

研究人员继续提高仪器硬件和数据处理水平,并希望可以勘测未来更多的冰川,这可能会涉及使用小型无人机。Gogineni声称,要改善冰盖模型意味着需要更出色的分辨率。为此需要与目标飞的更近,小型无人机可能会更适合。

 

(王化编译、殷永元审核)