格陵兰的大面积融化：三十年间完成冰河时代到灌木林地的演变

格陵兰的大面积融化：三十年间完成冰河时代到灌木林地的演变 从 Sydgletscher 上方望向格陵兰西北部 Qaanaaq 的鲍登峡湾。图片来源：马克-史密斯冰雪流失的总面积相当于阿尔巴尼亚的面积，约占格陵兰冰川覆盖总面积的 1.6%。这让曾经的冰雪之地，如今已变成荒芜的岩石、湿地和灌木丛。来自利兹大学的一组科学家追踪了格陵兰岛从 20 世纪 80 年代到 2010 年代的变化，他们说，气温升高导致冰层后退，这反过来又对地表温度、温室气体排放和地貌稳定性产生了影响。永久冻土层地球表面以下的永久冰冻层正在因气候变暖而"退化"，科学家警告说，在某些地区，永久冻土层可能会对其上的基础设施、建筑和社区造成影响。今天（2 月 13 日），《科学报告》杂志报道了他们的研究结果："三十年间，格陵兰岛植被翻了一番，主导了整个格陵兰岛的土地覆盖变化"。对比 20 世纪 80 年代末和 2010 年代末 30 米分辨率下的土地覆盖分类，可以发现随着植被覆盖范围的扩大，尤其是西南部和东北部的植被覆盖范围扩大，出现了绿化现象。土地覆盖率分析是在网格上进行的（所分析的卫星图像由规则的像素网格组成），网格的每个像素都是 30 米乘 30 米的正方形。资料来源：利兹大学变暖趋势与未来预测格陵兰岛是北极地区的一部分。它是世界上最大的岛屿，面积约 836,330 平方英里（210 万平方公里）。大部分土地被冰和冰川覆盖，居住着近 5.7 万人。自 20 世纪 70 年代以来，该地区的变暖速度是全球平均速度的两倍。与 1979 年至 2000 年的平均气温相比，格陵兰 2007 年至 2012 年的年平均气温升高了 3 摄氏度。研究人员警告说，未来可能会出现更极端的温度。这项研究的作者之一、利兹环境学院的地球科学家乔纳森-卡里维克（Jonathan Carrivick）说："气温升高与我们在格陵兰看到的土地覆盖变化有关。通过分析高分辨率卫星图像，我们能够详细记录正在发生的土地覆被变化"。格陵兰岛西部 Kangerlussuaq 附近的罗素冰川和前冰川地区。资料来源：乔纳森-卡里维克冰雪消失，取而代之的是裸岩和灌木冰的流失主要集中在现今冰川的边缘，但也集中在格陵兰岛的北部和西南部。在西部、西北中部和东南部的局部地区，冰的流失量也很大。三十年间，植被覆盖的土地面积增加了 33,774 平方英里（87,475 平方公里），比研究期间增加了一倍多。西南部、东部和东北部的植被明显增加。西南部 Kangerlussuaq 附近和东北部个别地区的茂密湿地植被增加最多。研究人员的分析表明，植被在北纬 63 度至 69 度之间的纬度梯度上有所增加，而在其以北则有所减少。乔纳森-卡里维克说："我们看到有迹象表明，冰的流失正在引发其他反应，这将导致冰的进一步流失和格陵兰岛的进一步'绿化，与此同时，融化的冰层释放出的水流带走了泥沙和淤泥，最终形成了湿地和沼泽地"。格陵兰岛西北部 Qaanaaq 的扇形冰川的前冰川区，显示辫状前冰川溪流。资料来源：马克-史密斯冰川流失引发进一步变暖冰的流失会影响陆地表面温度，这是因为反照率的原因。冰雪可以很好地反射照射到地球表面的太阳能量，这有助于保持地球的温度。随着冰雪的消退，基岩会暴露出来，从而吸收更多的太阳能，使地表温度升高。同样，冰融化后会增加湖泊中的水量。水比雪吸收更多的太阳能，这也会增加陆地表面的温度。分析表明，整个格陵兰岛的湿地面积几乎翻了两番，尤其是在东部和东北部。湿地是甲烷的排放源。研究人员在论文中写道"植被的扩大，尤其是湿地地区植被的扩大，表明但也加剧了永久冻土的融化、活动层的增厚，从而排放了以前储存在这些北极土壤中的温室气体"。研究人员还开发了一个模型，用于预测格陵兰岛上未来可能发生"明显和加速"变化的地区。报告的主要作者迈克尔-格兰姆斯博士补充说："植被的扩展与冰川和冰盖的退缩同步进行，这极大地改变了沉积物和营养物质流入沿岸水域的情况。"这些变化至关重要，尤其是对土著居民而言，他们传统的生计狩猎活动依赖于这些脆弱生态系统的稳定，此外，格陵兰冰量的减少是全球海平面上升的一个重要原因，这一趋势对现在和未来都构成了重大挑战。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

为猎户座登月飞船设计的隔热罩出现脱落穿孔现象

为猎户座登月飞船设计的隔热罩出现脱落穿孔现象 美国国家航空航天局猎户座隔热箱的最新图片显示严重损坏和空洞2022年11月的"阿耳特弥斯1号"任务是一次测试飞行，目的是测试猎户座号在升空、登月、返回地球以及在大气层中的性能。飞船完成了大部分测试目标，管理人员在返回过程中密切关注了飞船的隔热罩。这是因为隔热板无法在地球上进行测试，其性能只有在飞船重返大气层过程中承受极端温度后才能得到验证。猎户座返回后，NASA 在新闻发布会上表示，它对隔热罩的损伤感到惊讶。隔热罩使用一种名为 AVOCAT 的聚合物树脂，这种树脂被切割成小块，然后组装在飞船底部。NASA的猎户座项目经理霍华德-胡（Howard Hu）在发布会上透露，一些隔热板并没有按计划消融，而是"脱落"了。美国国家航空航天局（NASA）的最新图片显示，在执行完"阿耳特弥斯1号"任务后，"猎户座"重新进入地球大气层后，它的隔热罩大块脱落。现在，NASA OIG 报告中分享的猎户座隔热罩的最新图像显示了损坏的严重程度。从图片上看，飞船的隔热罩在承受了再次进入月球的巨大压力后，已经变成了焦黑色。虽然这只是名义上的，因为其他飞船（如 SpaceX 的"龙"飞船）的隔热罩也同样烧焦，但猎户座的图像还显示隔热罩上至少出现了四个空洞。根据 OIG 的说法，NASA 工程师已经确定，出现空洞的原因是隔热板的上层"从飞船上断裂成碎片，形成一串碎片，而不是按照设计融化"。这层隔热层预计会在返回大气层时均匀烧毁，OIG 警告说，空洞的存在"造成了一种风险，即在未来的任务中，隔热层可能无法充分保护太空舱的系统和乘员免受返回大气层时极端高温的影响"。报告还补充说，空洞的大小和碎片的轨迹也可能会损坏飞船的降落伞，导致灾难性的任务失败。报告称，工程师们目前还在评估是否可以改变猎户座的轨迹或防护罩的设计，以便在未来避开空洞，虽然他们已经能够"重现电荷损失"，但其他飞行条件还没有在地球上模拟过。美国国家航空航天局负责人类探索系统开发的副局长凯瑟琳-科纳（Catherine Koerner）也对监督检查组的报告发表了看法。她说：美国国家航空航天局致力于不断加强我们的流程和程序，以确保安全并解决潜在的风险和缺陷。然而，上述建议的重复性无助于确保 NASA 的计划是否得到经济、有效和高效的组织、管理和实施。阿特米斯 1 号任务计划于明年由阿特米斯 2 号接替。阿耳特弥斯 2 号计划是自阿波罗计划以来人类首次绕月飞行，这些热屏蔽偏差对任务时间表的影响尚不清楚。2020 年 6 月，在佛罗里达州肯尼迪航天中心，美国宇航局阿耳特弥斯 2 号任务的隔热罩。图片： 美国国家航空航天局 ... PC版： 手机版：

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：

耶鲁大学新研究揭示小行星撞击可能引发了"雪球"地球时期

耶鲁大学新研究揭示小行星撞击可能引发了"雪球"地球时期 一个由耶鲁大学领导的研究小组提出，大型小行星撞击可能会突然引发"雪球"地球时期，即地球被冰雪包裹的时期，从而解决了有关这些气候剧变的长期争论。他们利用复杂的气候模型进行的研究表明，在某些寒冷的气候条件下，小行星撞击可能会在十年内使地球进入全球冰川状态。图片来源：人工智能生成的图片，由 Michael S. Helfenbein 创建和编辑根据一项新的研究，这些所谓的"雪球"地球时期，即地球表面被冰覆盖数千年甚至数百万年的时期，可能是由撞向地球的大型小行星突然引发的。这项研究结果发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上，可能回答了几十年来困扰科学家的一个问题，即地球历史上已知的一些最剧烈的气候变化。除耶鲁大学外，参与这项研究的还有芝加哥大学和维也纳大学的研究人员。气候模型学家从 20 世纪 60 年代起就知道，如果地球变得足够寒冷，冰雪的高反射率可能会形成一个"失控"的反馈回路，产生更多的海冰和更低的温度，直到地球被冰雪覆盖。在距今 7.2 亿年至 6.35 亿年前的地球新近纪，这样的情况至少出现过两次。然而，要解释这些被称为"滚雪球地球"事件的全球冰川期的起因，却一直没有定论。大多数理论都认为，大气中的温室气体以某种方式减少到了"滚雪球"开始的程度。全球冰川作用的新视角第一作者、耶鲁大学文理学院地球与行星科学系理查德-福斯特-弗林特博士后傅敏敏说："我们决定探索另一种可能性。如果是地外撞击导致气候变化过渡非常突然呢？"在这项研究中，研究人员使用了一个复杂的气候模型，该模型在不同条件下表现了大气和海洋环流以及海冰的形成。该气候模型与用于预测未来气候情景的气候模型类型相同。在这种情况下，研究人员将其模型应用于假设的小行星撞击在过去四个不同时期造成的后果：工业化前（150 年前）、末次冰川最盛时期（2.1 万年前）、白垩纪（1.45 至 6600 万年前）和新近纪（10 亿至 5.42 亿年前）。研究人员发现，对于两种较暖的气候情景（白垩纪和工业化前），小行星撞击不太可能引发全球冰川。但在末次冰川极盛时期和新近纪的情景中，地球的温度可能已经冷到足以被视为冰河时期小行星撞击可能会使地球进入"雪球"状态。"我们的研究结果最让我惊讶的是，在足够寒冷的初始气候条件下，小行星撞击后的'雪球'状态可以在短短十年内就在全球海洋上形成，"合著者、耶鲁大学文理学院海洋与大气科学教授阿列克谢-费多罗夫（Alexey Fedorov）说。"到那时，赤道的海冰厚度将达到 10 米左右。相比之下，现代北极地区的海冰厚度通常为一到三米。"至于小行星在未来几年引发"雪球地球"时期的可能性，研究人员表示这种可能性不大部分原因是人类造成的气候变暖使地球升温尽管其他撞击可能具有同样的破坏性。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新型自适应屋面瓦无需电子设备 还可降低供暖和制冷成本

新型自适应屋面瓦无需电子设备 还可降低供暖和制冷成本 他们在《设备》（Device）杂志上发表的一篇论文中介绍了一种自适应瓦片，这种瓦片以阵列的形式安装在屋顶上时，可以降低冬季的取暖费和夏季的制冷费，而且不需要电子设备。该研究的第一作者肖说："它可以根据瓷砖的温度在加热状态和冷却状态之间切换。目标温度约为华氏 65 度约为摄氏 18 度。"这个约四英寸见方的被动式体温调节装置融合了廖昌永在热科学方面的专长和霍克斯在机械设计方面的工作一个可移动的表面，可以根据不同的温度改变其热特性。几年前，他们在往返于圣巴巴拉和加利福尼亚北部的长途旅行中萌生了这个项目的想法。瓦片的开发和功能"当时我们的配偶都在斯坦福大学，所以我们一起去旅行，想知道我们有可能一起做些什么，"廖说，他和霍克斯一样，都是加州大学伯克利分校机械工程系的教授。他们随后获得了加州纳米系统研究所（California NanoSystems Institute）的种子基金，用于设计机械可调热设备。直到肖想到使用蜡马达，自适应瓦片的想法才最终成型。根据蜡在温度作用下体积的变化，蜡马达产生压力，从而移动机械零件，将热能转化为机械能。蜡电机常见于洗碗机和洗衣机等各种电器以及航空航天业等更专业的应用中。就瓷砖而言，蜡马达根据其状态可以推动或缩回活塞，从而关闭或打开瓷砖表面的百叶窗。因此，在气温较低时，当蜡是固体时，百叶窗会关闭并平铺，露出能吸收阳光的表面，最大限度地减少通过辐射散热。优势和测试结果但是，一旦温度达到 18 摄氏度左右，蜡就会开始融化和膨胀，推动百叶窗打开，露出一个反射阳光和散发热量的表面。此外，在熔化或冷冻过程中，蜡还会吸收或释放大量热量，进一步稳定瓷砖和建筑物的温度。肖解释说："因此，我们有一种可预测的开关行为，可在一个非常小的范围内工作。"根据研究人员的论文，测试表明，与覆盖传统反射或吸收涂层的非开关器件相比，冷却能耗降低了 3.1 倍，加热能耗降低了 2.6 倍。由于采用了蜡质电机，该装置的运行不需要电子设备、电池或外部电源，而且与其他类似技术不同的是，它的响应速度在目标范围的几度之内。此外，该装置设计简单，便于定制可使用不同的热涂层和各种类型的蜡，使装置在所需的温度范围内运行，同时也便于大规模制造。霍克斯说："该装置仍是一个概念验证，但我们希望它能带来新技术，有朝一日能对建筑物的能源消耗产生积极影响。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

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：