即将发射的NISAR雷达卫星将为全球观察和拯救地球冰冻圈作出努力

即将发射的NISAR雷达卫星将为全球观察和拯救地球冰冻圈作出努力 如图所示,NISAR 是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称,标志着美国和印度太空机构首次合作开发地球观测任务的硬件。它的两个雷达系统将每 12 天两次监测地球上几乎所有陆地和冰面的变化。图片来源:NASA/JPL-Caltech最后一项能力将帮助研究人员破解小规模过程如何导致覆盖南极洲和格陵兰岛的冰原以及世界各地的高山冰川和海冰发生巨大变化。NISAR 是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称,它将提供迄今为止最全面的地球冰雪环境(统称为冰冻圈)中冰冻表面的运动和变形情况。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的冰川学家亚历克斯-加德纳说:"我们的星球把恒温器调得很高,地球上的冰正在通过加快运动和加速融化来做出反应。我们需要更好地了解其中的过程,NISAR将为此提供测量数据"。NISAR 将于 2024 年发射,它将利用雷达监测地球陆地和冰面的变化,包括冰架的破裂。这些 2022 年 1 月和 3 月从南极洲东部拍摄的卫星图像(上图)和(下图)显示,随着冰山落入海洋,格伦泽冰川和康格冰川的边缘正在崩塌。资料来源:美国国家航空航天局NISAR 卫星将于 2024 年由印度空间研究组织从印度南部发射,每 12 天对地球上几乎所有的陆地和冰面进行两次观测。这颗卫星对地球冰冻圈的独特洞察力将来自两个雷达的联合使用:一个波长为 10 英寸(25 厘米)的 L 波段系统和一个波长为 4 英寸(10 厘米)的 S 波段系统。L 波段可以穿透积雪,帮助科学家更好地跟踪冰层下的运动,而 S 波段对表示融化的积雪水分更加敏感。这两种信号都能穿透云层和黑暗,从而能够在长达数月的极地冬夜进行观测。与其他大型成像雷达卫星不同的是,NISAR 的轨道方位使其能够从南极洲遥远的内陆地区、靠近南极的地方收集数据,而其他大型成像雷达卫星则更广泛地覆盖北极地区。南极洲的冰原拥有地球上最大的冰冻淡水库,而冰层流失的速度是海平面上升预测中最大的不确定因素。NISAR 扩大的覆盖范围对于研究从南极洲中部高海拔地区流向海洋的冰的运动至关重要。美国国家航空航天局(NASA)和印度空间研究组织(ISRO)联手打造了一项功能强大的新太空任务,将对不断变化的地球进行精细追踪。这颗卫星名为"NISAR",将利用先进的雷达系统来加深我们对森林砍伐、冰川萎缩和海冰流失、自然灾害、气候变化以及其他全球生命迹象的了解。资料来源:NASA/JPL-Caltech/ISRO通过测量,科学家们还可以密切研究冰与海洋交汇处的情况。例如,当冰原的一部分位于海平面以下的地面上时,盐水就会渗入冰下,加剧融化和不稳定性。南极洲和格陵兰岛也都有冰架从陆地延伸并漂浮在海洋上的冰块随着冰山的断裂而逐渐变薄和崩塌。冰架有助于防止陆地上的冰川滑入海洋。如果冰架减少,冰川就会加速流动和断裂。自 20 世纪 90 年代以来,南极洲和格陵兰岛的冰川减少速度都在加快,目前还不确定这两个地区的冰川将以多快的速度继续消退。NISAR 将改善我们对这些变化的横向和纵向观察。西雅图华盛顿大学冰川学家、NISAR 冰冻圈负责人伊恩-乔芬(Ian Joughin)说:"NISAR 将为我们提供有关这种运动的连续延时影片,这样我们就能了解它是如何变化以及为什么变化,并更好地预测它在未来将如何变化。"这颗卫星还将跟踪地球高山冰川的变化。自 20 世纪 60 年代以来,海平面的上升约有三分之一是冰川融化造成的,气候导致的冰冻和融化模式的变化会影响下游人口的供水。在喜马拉雅山脉,NISAR 的全天候能力将帮助研究人员监测冰川湖泊的蓄水量,这对评估灾难性洪水的风险至关重要。供职于印度艾哈迈达巴德的印度空间研究组织空间应用中心的冰川学家苏希尔-库马尔-辛格(Sushil Kumar Singh)说:"喜马拉雅山的美和困难都在于云层。有了 NISAR,我们将能够获得更连续、更完整的数据集,而使用可见光的仪器则无法做到这一点。"NISAR 还将捕捉两个半球海冰的移动和范围。海冰使海洋与空气隔绝,减少了蒸发和向大气的热量流失。海冰还能反射阳光,通过反照率效应使地球保持凉爽。几十年来,随着水温和气温的升高,北极海冰的融化程度不断增加,海冰数量也在不断减少。由于更多的海面暴露在阳光下,北冰洋在夏季获得并保持更多的热量,需要更长的时间来降温。JPL 海冰科学家本-霍尔特(Ben Holt)说,这意味着冬季形成的冰更少,第二年夏季融化的速度更快。与迄今为止的任何雷达任务相比,NISAR 对南大洋的覆盖范围更大,它将为南极洲的研究提供新的视角,在过去几年之前,南极洲的海冰大多比较稳定。南极洲的海冰在 2023 年达到了历史最低点。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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斯坦福大学科学家发现南极洲东部迫在眉睫的解冻危机

斯坦福大学科学家发现南极洲东部迫在眉睫的解冻危机 在气候不断变化的情况下,南极洲不断增加的融水预计将在海平面上升中发挥重要作用。不过,大部分科学研究都集中在南极洲西部,特别是斯维斯冰川等地区,因为近年来在这些地区观察到大量融水现象。斯坦福大学的研究人员在最近发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文中指出,南极洲东部的威尔克斯冰川盆地(Wilkes Subglacial Basin)拥有足以使全球海平面上升 10 英尺以上的冰层,它可能比任何人意识到的都更接近于失控融化。斯坦福大学地球物理学博士生、论文第一作者伊丽莎-道森(Eliza Dawson)说:"对这一地区的分析并不多那里的冰量巨大,但一直相对稳定。我们首次观测了冰原底部的温度,以及它距离融化的可能性有多大。"威尔克斯冰川下盆地约有加利福尼亚州那么大,通过相对较小的一段海岸线注入南大洋。道森和她的同事们发现,有证据表明冰原底部已接近解冻。这就提出了这样一种可能性,即在整个威尔克斯亚冰川盆地内阻挡冰层的这一沿海地区,可能对温度的微小变化都很敏感。以前的研究表明,由于该地区的地面低于海平面,并且向下倾斜远离海洋,如果变暖的海水进入冰原之下,威尔克斯冰川下盆地就特别容易发生不可逆转的融化。道森和她的同事们首次研究了该地区冰原底部目前的温度是如何加剧这种脆弱性的。研究人员从飞越冰川的飞机进行的现有雷达勘测中收集了数据。这些飞机记录了穿过冰层并从冰层下的地面反弹回来的电磁信号的反射。道森和她的同事们开发了一种新技术来分析这些数据,将冰和基岩的横截面图像转化为有关冰原底部温度条件的信息。地球物理学和电子工程学副教授达斯汀-施罗德(Dustin Schroeder)说:"冰的温度以多种方式影响雷达的反射程度,因此单一的测量结果是模糊的。这种统计方法主要是选取可以认为是冻结或解冻的区域,然后将其他雷达信号与之进行比较。这让我们能够判断冰原上的其他区域是肯定冻结了,还是肯定解冻了,还是很难判断。"研究人员发现,该地区有大片冰冻和解冻的地面,但大部分地区无法明确划分为冰冻和解冻。在某些情况下,这可能是因为冰原的几何形状发生了变化或数据中存在其他复杂因素,但这也可能意味着冰原下的大片地面要么接近解冻,要么是由紧密混合的冰冻和解冻区域组成。如果后者属实,那么威尔克斯冰川盆地的冰川可能会达到一个临界点,而冰原底部的温度只需略微上升。道森说:"这表明未来可能会出现冰川退缩。南极洲东部的这一部分在很大程度上被忽视了,但我们需要了解它是如何演变并变得更加不稳定的。需要发生什么情况才能开始看到质量损失?"不同的模型对威尔克斯冰川下盆地的未来及其对海平面上升的影响的预测大相径庭,因为有关该地区的数据根本不够。研究人员正计划将基于雷达的温度观测数据整合到冰盖模型中,以改进对该地区在各种气候情景下如何演变的预测。他们希望,他们的工作将凸显对这一地区和南极洲东部其他地区进行研究的重要性,这些地区看似稳定,但可能在我们的未来发挥重要作用。施罗德说:"这个地区的条件我们可以想象会发生变化。如果温暖的海水到达那里,就会'开启'我们通常认为不会导致海平面上升的整个南极洲区域。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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被遗忘的1937年航拍照片揭示南极异常现象 挑战了现代的气候叙述

被遗忘的1937年航拍照片揭示南极异常现象 挑战了现代的气候叙述 哥本哈根大学的研究人员利用1937年的航拍照片分析了南极洲东部冰层的稳定性和增长情况,结果显示,尽管有一些减弱的迹象,但近一个世纪以来,冰层基本保持稳定,这增强了对海平面上升的预测。图片来源:挪威特罗姆瑟极地研究所研究人员利用数百张可追溯到 1937 年的老航拍照片,结合现代计算机技术,追踪了南极洲东部冰川的演变过程。这一地区的海岸线长约 2000 公里,所含冰量相当于整个格陵兰冰原。通过对比历史航拍照片和现代卫星数据,研究人员确定了冰川的移动和大小变化,发现在过去的 85 年里,冰川不仅保持稳定,而且还略有增长,部分原因是降雪量增加。该研究的第一作者、博士生马德斯-多姆加德(Mads Dømgaard)说:"我们经常听到气候变化和新的冰川融化记录,因此,观察到一个地区的冰川近一个世纪以来一直保持稳定,这让人耳目一新。"捕鲸船"Firern"号,船上载有"Stinson Reliant"号飞机,位于南极洲东部拉斯克里斯滕森陆地的Klarius Mikkelsen Fjell附近。资料来源:挪威极地研究所尽管冰川总体上比较稳定,但这项研究也揭示了冰川周围海冰变化的最初迹象,表明这些稳定的南极东部冰川未来可能会缩小。"我们的研究结果还表明,海冰状况正在减弱,使得冰川的浮冰舌更加脆弱,无法像 1937 年早期的航空图像中看到的那样变大。"多姆加德说:"我们从南极洲的其他地区了解到,海洋发挥着极其重要的作用,推动着我们在南极洲西部等地看到的大规模和不断增加的融化。"一架 Stinson Reliant poton 飞机(呼号 LN-BAR)用于空中摄影。这架飞机的航程约为 1200 公里,飞机地板上安装了一台蔡司自动照相机。资料来源:挪威极地研究所研究中使用的大部分图片都是在 1937 年由挪威捕鲸船主拉尔斯-克里斯滕森组织和支付费用的一次探险中拍摄的。这次考察的目的是绘制第一批南极洲东部地区的地图,但由于德国入侵挪威,这些地图从未出版。从那时起,这些图像就一直保存在特罗姆瑟的挪威极地研究所,并被人们遗忘。当哥本哈根大学的研究人员读到关于这次探险的报道时,他们意识到珍贵的图像很可能就藏在挪威的一个档案馆里。他们前往特罗姆瑟,查看了探险期间拍摄的全部 2200 张图片。他们用澳大利亚在 1950 年至 1974 年期间勘测到的相同冰川的图像补充了挪威的航空图像。"通过将历史航拍照片与现代卫星数据进行比较,我们获得了有关冰川的重要知识,如果没有这些知识,我们是不可能获得这些知识的。"哥本哈根大学助理教授安德斯-比约克(Anders Bjørk)说:"在这些老照片拍摄近 100 年后,还能用来生成新的研究成果,这真是太棒了。"1937 年位于吕措-霍尔姆湾的霍诺布里加冰川与 2023 年的现代大地遥感卫星图像对比。1937年图像中看到的9公里长的浮冰舌在20世纪50年代末消失,由于海冰的减弱,浮冰舌没有再长出来。图片来源:Mads Dømgaard / 挪威极地研究所由于南极冰盖有可能导致海平面急剧大幅上升,因此越来越受到研究人员的关注。与格陵兰岛不同,人们对南极洲冰川知之甚少,直到 20 世纪 90 年代才有了第一批良好的卫星观测数据。多姆加德解释说:"对冰川的早期观测非常有价值,因为它们能让我们独特地了解冰川是如何在不同的气候中演变的,以及目前冰川的变化是否超出了冰川正常的前进和后退周期。"拉尔斯-克里斯滕森(Lars Christensen)的妻子英格丽德-克里斯滕森(Ingrid Christensen)曾多次参加南极洲探险活动,被认为是第一位踏足南极洲的女性。图为1937年她乘坐斯坦森(Stinson)飞机准备将挪威国旗抛向南极洲东部陆地。资料来源:挪威极地研究所研究人员表示,可靠的长期数据对于准确预测未来冰川演变和海平面上升至关重要,这项研究为南极洲东部的广大地区提供了新的见解。比约克总结说:"冰川的长时间序列提高了我们对未来冰川变化做出更精确模型的能力,因为模型是根据历史观测数据训练出来的。"哥本哈根大学、挪威极地研究所(Norwegian Polar Institute)、挪威北极大学(Arctic University of Norway)和法国环境地球科学研究所(Institute of Environmental Geosciences in France)的研究人员通力合作,最近在《自然通讯》(Nature Communications)上发表了这一研究成果。1936/1937 年探险路线和研究人员调查区域概览图。图片来源:马德斯-多姆加德关于研究的更多信息在 1937 年从水上飞机拍摄的 2200 张图像中,有 130 张被选中用于分析。研究人员将历史照片与现代卫星数据相结合,创建了冰川的三维重建图。挪威的航空图像得到了澳大利亚在1950年至1974年期间对相同冰川进行勘测所获得的165幅航空图像的补充。这样,研究人员就可以研究冰川在不同时期的演变情况,并计算出选定冰川的历史冰流速度。与现代数据相比,冰流速度没有变化。虽然一些冰川在 10-20 年的较短中间时期内变薄,但它们在长期内保持稳定或略有增长,这表明冰川系统处于平衡状态。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA的PREFIRE卫星即将升空 揭开地球最寒冷地区的秘密

NASA的PREFIRE卫星即将升空 揭开地球最寒冷地区的秘密 美国国家航空航天局(NASA)即将执行的 PREFIRE 任务将部署两颗立方体卫星,利用经过火星测试的技术来提高气候模型的准确性,从而研究地球两极地区的热量损失。资料来源:美国国家航空航天局PREFIRE:绘制极地热辐射地图的任务这些立方体卫星(或称立方体卫星)只有鞋盒大小,是一项名为"PREFIRE"的任务的组成部分。"PREFIRE"是"远红外极地辐射能量实验"的简称。它们配备了在火星上得到验证的技术,目的是首次揭示地球极地热量损失的全部光谱,从而使气候模型更加准确。PREFIRE 由美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校联合开发,团队成员来自密歇根大学和科罗拉多大学。了解地球的能量预算这项任务始于地球的能量预算。在行星平衡过程中,地球从太阳接收的热能最好与地球系统向太空辐射的热能相抵消。传入和传出能量之间的差异决定了地球的温度,并影响着我们的气候。地球努力维持大气层顶层传入和传出能量总量之间的平衡。这就是所谓的地球能量预算或地球辐射预算。地球接收来自太阳的能量,也向太空发射能量。要使地球温度长期保持稳定(能量预算保持平衡),输入的能量和输出的能量必须相等。如果输入的能量大于输出的能量,地球就会变暖。如果输出的能量大于输入的能量,地球就会变冷。资料来源:美国国家航空航天局极地地区在这一过程中发挥着关键作用,就像地球的散热器翅片。通过天气和洋流对空气和水的搅动,热带地区接收到的热能被转移到极地,在那里以热红外线辐射的形式散发出来也就是你从石英管取暖器中感受到的那种能量。其中约 60% 的能量以远红外线波长流向太空,而这种波长从未被系统地测量过。"PREFIRE 可以缩小这一差距。"位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的科学家兼此次任务的副首席研究员布莱恩-德鲁因(Brian Drouin)说:"我们有可能发现一些关于我们的星球如何运作的基本问题。"他说:"在气候预测中,很多不确定性来自于我们对南北极的不了解,以及辐射如何有效地发射到太空中。在太空时代的大部分时间里,我们都没有意识到辐射的重要性,但现在我们知道了,并且正在努力测量它。"PREFIRE 任务将把两颗立方体卫星送入太空,研究地球从两极地区吸收和释放多少热量。这些测量结果将为气候和冰雪模型提供信息。图片来源:NASA/JPL-Caltech技术创新与挑战每颗卫星将于 5 月从新西兰发射,发射时间相隔两周,每颗卫星将携带一个热红外光谱仪。JPL 设计的仪器包括特殊形状的反射镜和探测器,用于分割和测量红外光。美国国家航空航天局火星勘测轨道器上的火星气候探测仪也使用了类似的技术来探测红色星球的大气和天气。对 PREFIRE 工程团队来说,将仪器小型化以便安装在立方体卫星上是一项挑战。他们开发了一种缩小设计,针对我们地球上相对温暖的环境进行了优化。这些仪器重量不到 6 磅(3 千克),使用一种叫做热电偶的装置进行读数,类似于许多家用恒温器中的传感器。阳光从北冰洋楚科奇海(Chukchi Sea)的一片片冰上闪过。美国国家航空航天局(NASA)前往地球极地的 PREFIRE 任务将探索气候变暖将如何影响海冰流失、冰原融化和海平面上升。图片来源:NASA/Kathryn Hansen气候变化的原点为了最大限度地扩大覆盖范围,PREFIRE 双胞胎将沿着不同的路径环绕地球运行,在两极附近每隔几小时重叠一次。自 20 世纪 70 年代以来,北极变暖的速度至少是地球上其他地方的三倍。那里的冬季海冰每年减少超过 15900 平方英里(41200 平方公里),与 1981-2010 年的平均值相比,每十年减少 2.6%。地球的另一端也在发生变化:南极洲的冰盖正在以平均每年约1500 亿吨的速度减少质量。这些变化影响深远。海冰的波动影响着极地生态系统,并影响着海洋的温度和环流。格陵兰岛和南极洲一英里厚的冰原融水是 1993 年以来全球平均海平面上升的三分之一原因。威斯康星大学麦迪逊分校教授、此次任务的首席研究员特里斯坦-勒埃奎耶说:"如果改变了极地地区,也就从根本上改变了全世界的天气。极端风暴、洪水、海岸侵蚀所有这些事情都会受到北极和南极正在发生的事情的影响"。为了了解和预测这种变化,科学家们使用了考虑到许多物理过程的气候模型。多次运行模型(每次都在略有不同的条件和假设下运行)会得出一系列气候预测结果。对不确定参数的假设,如两极发出热辐射的效率,会对预测产生重大影响。加强气候模型PREFIRE 将提供一系列气候变量的新数据,包括大气温度、地表特性、水汽和云层。L'Ecuyer 说,最终,更多的信息将为我们提供更准确的变化中的世界:"随着我们的气候模型趋于一致,我们将开始真正了解北极和南极未来的情况。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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“末日冰川”的自鸣钟:卫星遥感图像揭示南极洲思韦茨冰川下的剧烈融化

“末日冰川”的自鸣钟:卫星遥感图像揭示南极洲思韦茨冰川下的剧烈融化 由加州大学欧文分校冰川学家领导的研究小组利用卫星雷达数据重建了南极洲西部Thwaites冰川下几公里处接地带涌动的暖海水的影响。这项研究是发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇论文的主题,它将帮助气候建模人员更精确地预测全球海洋末端冰川融化导致的海平面上升。图片来源:NASA/James Yungel这个绰号反映了该冰川的巨大规模及其显著的融化速度,科学家们认为,如果冰川坍塌或完全融化,会大大加剧海平面的上升。加州大学欧文分校领导的研究小组表示,海水与冰川之间的广泛接触这一过程在整个南极洲和格陵兰岛都得到了复制导致了"剧烈的融化",可能需要重新评估全球海平面上升的预测。他们的研究发表在5月20日的《美国国家科学院院刊》上、数据和观察结果冰川学家依靠的是芬兰的 ICEYE 商业卫星任务在 2023 年 3 月至 6 月期间收集的数据。ICEYE 卫星组成了一个"星座",在环绕地球的极地轨道上,利用 InSAR(干涉仪合成孔径雷达)持续监测地球表面的变化。航天器在一个确定的小区域内多次飞行,可获得平滑的数据结果。在这项研究中,它显示了思韦茨冰川的上升、下降和弯曲。"这些 ICEYE 数据提供了一系列与潮汐周期密切相关的长期日常观测数据,"领衔作者、加州大学欧文分校地球系统科学教授 Eric Rignot 说。"过去,我们只有一些零星的数据,仅凭这些观测数据很难弄清发生了什么。当我们有了连续的时间序列,并将其与潮汐周期进行比较时,我们看到海水在涨潮时涌入,然后退去,有时会进入冰川下面更深的地方并被困住。多亏了 ICEYE,我们开始第一次目睹这种潮汐动态。"由 ICEYE 合成孔径雷达 (SAR) 星座根据 2023 年 5 月 11、12 和 13 日获取的图像记录的南极洲西部思韦茨冰川潮汐运动三维视图截图。等高线水平为间隔 50 米的冰床地形等高线。每个干涉条纹颜色周期的相位变化为 360 度,相当于冰面视距位移 1.65 厘米。干涉图叠加在 2023 年 2 月获取的大地遥感卫星 9 号图像上。在这项研究中,我们发现潮汐挠曲的极限在潮汐周期中以千米为单位变化,这表明加压海水能够侵入接地冰下数千米,并与冰川底部进行剧烈的热交换。在屏幕的右侧,一个单独的牛眼图案显示海水入侵在保护脊外又传播了 6 公里,表明在南极洲的这一关键区域,冰川仍在以每年一公里的速度后退。图片来源:Eric Rignot / 加州大学欧文分校先进的卫星观测共同作者、ICEYE 分析总监迈克尔-沃勒斯海姆(Michael Wollersheim)说:"到目前为止,我们还无法对自然界中一些最具活力的过程进行足够详细或高频率的观测,以了解这些过程并为其建模。从太空观测这些过程,并利用雷达卫星图像提供厘米级精度的InSAR日频测量,标志着一个重大飞跃。"里格诺特说,这个项目帮助他和他的同事们更好地理解了海水在思韦茨冰川底部的行为。他说,从冰原底部涌入的海水,加上地热通量和摩擦产生的淡水,不断积聚,"必须流向某个地方"。水通过天然管道分布或汇集到空洞中,产生足够的压力使冰原升高。"有些地方的水几乎达到了上覆冰的压力,所以只需要再多一点压力就能把冰推上去。"水受到的挤压足以顶起半英里多的冰柱"。这可不是普通的海水。几十年来,里格诺特和他的同事们一直在收集气候变化对洋流影响的证据,洋流将较暖的海水推向南极洲和其他极地冰区的海岸。极圈深层海水含盐量高,冰点较低。淡水的冰点为零摄氏度,而咸水的冰点为零下两度,这一微小的差异足以导致研究中发现的基底冰的"剧烈融化"。对海平面上升的影响和未来研究论文合著者、加拿大安大略省滑铁卢大学环境学院教授克里斯蒂娜-道(Christine Dow)说:"斯韦思是南极最不稳定的地方,相当于海平面上升了 60 厘米。令人担忧的是,我们低估了冰川的变化速度,这将给世界各地的沿海社区带来毁灭性的影响。"里格诺特说,他希望并期待这个项目的成果能够推动对南极冰川下条件的进一步研究、涉及自主机器人的展览以及更多的卫星观测。他说:"科学界对前往这些偏远的极地地区收集数据和建立我们对正在发生的事情的理解充满热情,但资金却滞后。我们在 2024 年的实际美元预算与 20 世纪 90 年代相同。我们需要壮大冰川学家和物理海洋学家群体,以尽早解决这些观测问题,但现在我们还在穿着网球鞋攀登珠穆朗玛峰。"结论和对建模的影响同时也是美国宇航局喷气推进实验室(JPL)高级项目科学家的里格诺特说,从近期来看,这项研究将为冰盖建模界带来持久的好处。他说:"如果我们将这种海洋与冰的相互作用纳入冰盖模型,我希望我们能够更好地再现过去四分之一世纪发生的事情,这将提高我们预测的可信度。如果我们能加入我们在论文中概述的这一过程(目前大多数模型都不包含这一过程),那么模型重建应该能更好地匹配观测结果。如果我们能做到这一点,那将是一个巨大的胜利。"道补充说:"目前,我们还没有足够的信息来确定海水入侵不可逆转的时间。通过改进模型并将研究重点放在这些关键的冰川上,我们将努力把这些数字至少精确到几十年而不是几百年。这项工作将帮助人们适应不断变化的海平面,同时关注减少碳排放,以防止最坏的情况发生。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事

南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事 MARUM-MeBo70 在阿蒙森海海底着陆的渲染图。图片来源:MARUM - 不莱梅大学海洋环境科学中心/Martin Künsting近年来,全球变暖在南极冰原上留下了印记。南极洲"永恒"冰层的融化速度比以前想象的要快,尤其是在南极洲西部。阿尔弗雷德-魏格纳研究所领导的一个国际研究小组现在发现,其根源可能在于冰川的形成:钻芯沉积物样本结合复杂的气候和冰盖模型显示,南极洲的永久冰川大约始于 3400 万年前。然而,冰川作用并不像之前假设的那样覆盖整个南极大陆,而是局限于南极大陆的东部地区(东南极洲)。直到至少 700 万年后,冰才得以向南极西部海岸推进。正如研究人员在著名的 《科学》杂志上描述的那样,新研究的结果表明,南极洲东部和西部对外界压力的反应大相径庭。内松岛湾的 RV Polarstern 号。图片来源:英国南极调查局 / R. La大约 3400 万年前,地球经历了一次最根本的气候转变,至今仍影响着全球气候状况:从没有或很少有大陆冰积聚的温室世界转变为有大片永久冰川地区的冰屋世界。在此期间,南极冰盖逐渐形成。由于缺乏可靠的数据和主要地区的样本,特别是南极洲西部的样本,人们还不知道冰盖是如何形成的,何时形成的,尤其是在哪里形成的。阿尔弗雷德-魏格纳研究所(Alfred Wegener Institute)、亥姆霍兹极地与海洋研究中心(AWI)的研究人员与英国南极调查局、海德堡大学、诺森比亚大学(英国)和不来梅大学海洋环境科学中心(MARUM)的同事们一起,填补了这一知识空白。讨论海底钻井平台 MARUM-MeBo70 的钻探过程。图片来源:IODP / Thomas Ronge研究人员利用 MARUM-MeBo70 海底钻机在南极洲西部阿蒙森海沿岸的松岛冰川和斯韦特斯冰川近海位置取回了一个钻芯,根据这个钻芯,他们首次确定了冰雪南极大陆的早期历史。令人惊讶的是,在南极冰川作用的第一个主要阶段,该地区没有发现任何冰存在的迹象。领导研究小组的南极洲大学地质学家约翰-克莱格斯博士说:"这意味着,大规模、永久性的第一次冰川期一定是从南极洲东部的某个地方开始的。这是因为南极洲西部在第一次冰川最盛时期一直没有冰。此时,南极洲西部大部分地区仍被茂密的阔叶林覆盖,气候凉爽温润,因此无法结冰。"松岛湾一座巨大冰山前的 RV Polarstern 号。图片来源:阿尔弗雷德-魏格纳研究所/Johann为了更好地了解南极洲第一块永久冰是在哪里形成的,南极洲大气研究所的古气候建模人员将新获得的数据与现有的气温和水温数据以及冰的出现情况结合起来。"模拟结果支持了地质学家的独特岩芯结果,"AWI 的古气候建模师 Gerrit Lohmann 教授博士说。"这完全改变了我们对第一次南极冰川期的认识"。根据这项研究,只有在南极东部北维多利亚陆地的沿海地区才具备形成永久冰的基本气候条件。在这里,潮湿的气团到达了强烈上升的横贯南极山脉这是形成永久积雪和随后形成冰盖的理想条件。冰盖从这里迅速扩展到南极东部腹地。PS104_21-3 号岩心钻探期间 MARUM-MeBo70 控制室的场景。图片来源:IODP / Thomas Ronge然而,冰层到达南极洲西部还需要一段时间:"直到大约 700 万年后,冰层才有条件向南极洲西部海岸推进,"南极洲大气研究所的古气候建模人员汉娜-克纳尔解释说。"我们的研究结果清楚地表明,在冰层推进到覆盖南极洲西部之前,天气必须变得多么寒冷,而当时南极洲西部的许多地方已经低于海平面"。调查还令人印象深刻地表明,南极冰原的两个区域对外部影响和基本气候变化的反应是多么不同。Johann Klages 补充说:"即使是轻微的变暖,也足以导致南极洲西部的冰层再次融化,而这正是我们现在所处的位置。"国际研究小组的发现对于理解从温室气候到当前冰室气候的极端气候转变至关重要。重要的是,这项研究还提供了新的见解,使气候模型能够更准确地模拟永久冰川地区如何影响全球气候动力学,即冰、海洋和大气之间的相互作用。这一点至关重要,正如约翰-克拉茨所说:"特别是考虑到我们可能在不久的将来再次面临如此根本性的气候变化"。研究人员借助 2017 年在南极洲西部的"Polarstern"号科考船 PS104 考察期间取回的独特钻芯,填补了这一知识空白。不莱梅 MARUM 公司开发的 MARUM-MeBo70 钻机是首次在南极洲使用。南极西部松岛冰川和斯维斯冰川附近的海底非常坚硬,以前无法使用传统钻探方法钻探到深层沉积物。MARUM-MeBo70 有一个旋转刀头,因此可以钻入海床约 10 米并取回样本。编译自/ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA发射PREFIRE气候变化立方体卫星 破解地球极地之谜

NASA发射PREFIRE气候变化立方体卫星 破解地球极地之谜 美国国家航空航天局的 PREFIRE 任务使用了两颗立方体卫星,旨在测量地球从两极排放的热量,通过分析地球的能量预算及其对冰、海和天气变化的影响来改进气候预测。该任务的第一颗立方体卫星使用火箭实验室的电子火箭从新西兰发射升空。图片来源:火箭实验室PREFIRE 任务概述美国国家航空航天局的 PREFIRE(远红外极地辐射能量实验)任务由两颗鞋盒大小的立方体卫星(或称立方体卫星)组成,它们将测量地球从地球上最寒冷、最偏远的两个地区向太空辐射的热量。PREFIRE 任务提供的数据将帮助研究人员更好地预测地球上的冰、海洋和天气在气候变暖的情况下会发生怎样的变化。"美国国家航空航天局(NASA)创新性的PREFIRE任务将填补我们对地球系统认识的空白为我们的科学家提供一幅地球极地如何影响地球吸收和释放能量的详细图景。这将改善对海冰消失、冰原融化和海平面上升的预测,从而更好地了解地球系统在未来几年将如何变化这对追踪天气和水变化的农民、在不断变化的海洋中工作的捕鱼船队以及建设抗灾能力的沿海社区来说都是至关重要的信息。"这段视频概述了 PREFIRE 任务,该任务旨在通过扩大科学家对地球在极地辐射的热量的了解来改进全球气候变化预测。资料来源:NASA/JPL-Caltech美国东部时间8:48,地面控制人员成功地与立方体卫星建立了通信。第二颗 PREFIRE 立方体卫星将在未来几天内搭乘自己的"电子"火箭从一号发射场发射升空。在30天的检查期之后,工程师和科学家将确保两颗立方体卫星正常工作,预计这次任务将运行10个月。PREFIRE 任务的核心是地球的能量预算从太阳吸收的热能与地球散发的热能之间的平衡。两者之间的差异决定了地球的温度和气候。北极和南极洲辐射的大量热量是以远红外线辐射的形式发出的,但目前还没有对这类能量进行详细测量。新西兰时间2024年5月25日晚7点41分(美国东部时间凌晨3点41分),火箭实验室的"电子"火箭从新西兰马希亚的1号发射场升空,火箭上载有美国国家航空航天局PREFIRE(远红外极地辐射能量实验)任务的一颗小型卫星。图片来源:火箭实验室环境因素对热辐射的影响大气中的水蒸气含量,以及云的存在、结构和组成,都会影响从地球两极逃逸到太空中的远红外线辐射量。从 PREFIRE 收集到的数据将为研究人员提供有关远红外线能量从北极和南极环境辐射到太空的位置和时间的信息。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室主任劳里-莱辛(Laurie Leshin)说:"PREFIRE立方体卫星可能很小,但它们将填补我们对地球能量预算知识的一大空白。它们的观测结果将帮助我们了解地球热平衡的基本原理,让我们能够更好地预测在全球变暖的情况下,我们的冰川、海洋和天气将发生怎样的变化"。技术进步与目标任务中的每颗立方体卫星都携带有一种名为热红外光谱仪的仪器,它使用特殊形状的镜子和传感器来测量红外波长。要使这些仪器小型化,以便安装在立方体卫星上,就必须缩小某些部件的尺寸,同时扩大其他部件的尺寸。PREFIRE的首席研究员、威斯康星大学麦迪逊分校的Tristan L'Ecuyer说:"我们的地球正在以人们从未经历过的方式迅速发生变化,在北极这样的地方也是如此。NASA的PREFIRE将为我们提供地球两极发射的远红外线波长的新测量数据,我们可以利用这些数据改进气候和天气模型,帮助全世界的人们应对气候变化的后果。"合作努力美国国家航空航天局的发射服务计划总部设在佛罗里达州的肯尼迪航天中心,该计划与美国国家航空航天局的地球系统科学探路者计划合作,提供发射服务,这是美国国家航空航天局的风险级专用和搭乘共享(VADR)发射服务合同的一部分。PREFIRE 任务由美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校联合开发。NASA JPL 为该机构的科学任务局管理这项任务,并提供光谱仪。蓝峡谷技术公司建造了立方体卫星,威斯康星大学麦迪逊分校将处理仪器收集的数据。发射服务提供商是加利福尼亚州长滩的 Rocket Lab USA Inc.编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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