下一代自主飞行无人机将深入无人之境 揭开南极洲的更多秘密

下一代自主飞行无人机将深入无人之境揭开南极洲的更多秘密传统的载人飞行在ULTRA计划访问的地区遇到了问题。极端的天气和超低的气温,再加上需要较大的飞机和大量的燃料,这意味着载人飞行的风险和成本都很高。新型无人机在设计时就考虑到了这些问题。它在威尔士北部最高的山峰周围进行了测试,以模拟恶劣的环境,并且在设计中加入了高冗余度,这意味着即使发动机出现故障,它也能继续飞行,而且比传统的飞行器更容易维修。根据英国航天局的描述,ULTRA是"一种完全自主的双引擎10米固定翼飞机,能够携带100千克货物或传感器飞行1000千米"。据英国南极调查局称,在第一阶段的测试中,WindracersULTRA将利用磁力和重力传感器调查构造,使用照相机评估环境敏感区域的海洋食物链,并利用机载雷达测量冰川结构。如果测试成功,该无人机将用于极地气候科学和生态学、冰川学和海洋生态系统研究的进一步研究。这些调查数据将有助于科学预测冰冷的南极大陆将如何应对地球气候的变化。仪器数据显示,在过去的50年里,南极半岛的年平均气温上升了5华氏度(3摄氏度),尽管这与内陆相对不变的温度形成了鲜明对比。这些变化对南极洲的影响将在很大程度上取决于当地的地理和组成,由于冰雪覆盖,我们无法直接看到其中的大部分。但是,举例来说,如果一个区域毗邻水而不是岩石,那么它对温度变化的反应就会截然不同。ULTRA将确认南极洲的地质和地形,帮助科学家建立未来融化的模型。英国国家科学院地球物理学家汤姆-乔丹(TomJordan)博士在接受英国广播公司采访时说:"这项勘测工作令人兴奋,因为它将填补我们目前在南极洲地图上的空白点。这项工作艰巨而有条不紊,特别适合自主无人机。无人机可以逐条绘制地图。这也是无人机的另一大优势:做非常枯燥的事情"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416141.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1416141.htm

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NASA发现以前未知的南极冰层损失:“南极洲的边缘正在崩塌”在预测全球海平面上升方面,最大的不确定性是南极洲的冰层损失将如何随着气候变暖而加速。由位于南加州的美国宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)的研究人员领导的两项研究揭示了关于南极洲冰盖在最近几十年里如何失去质量的意外的新数据。最近发表在《自然》杂志上的一项研究描绘了冰山崩解(冰川前沿的冰层断裂)--在过去25年里如何改变了南极洲的海岸线。科学家们发现,冰盖边缘的冰山脱落速度已经超过了冰的补充速度。这一惊人的发现使以前对1997年以来南极洲浮动冰架的冰损失的估计翻了一番,从6万亿到12万亿吨。碎冰造成的冰损失削弱了冰架,使南极冰川更迅速地流向海洋,加速了全球海平面上升的速度。另一项研究最近发表在《地球系统科学数据》杂志上,以前所未有的细节显示了南极冰层随着海水融化而变薄的现象是如何从大陆的外缘蔓延到内部的,在过去十年中,冰盖西部地区的冰层几乎翻了一番。这两份补充报告结合在一起,提供了迄今为止关于这个冰冻大陆如何变化的最完整观点。“南极洲的边缘正在崩溃,”JPL科学家ChadGreene说,他是冰山崩裂研究的主要作者。“而当冰架减少和减弱时,该大陆的巨大冰川往往会加速并增加全球海平面上升的速度。”大多数南极洲的冰川流向海洋,在那里它们以浮动的冰架结束,这些冰架厚达2英里(3公里),宽500英里(800公里)。冰架就像冰川的支撑物,使冰块不会简单地滑入海洋。当冰架是稳定的,它们有一个自然的冰蚀和补给周期,在长期内相当稳定地保持其大小。然而,近几十年来,海洋变暖一直在破坏南极洲冰架的稳定,因为它从下面融化,使其变薄和变弱。尽管卫星高度计通过记录冰层高度的变化来测量变薄的过程,但在这项研究之前,还没有对气候变化可能如何影响南极洲周围的海啸进行全面的评估。部分原因是,卫星图像在解释方面具有挑战性。例如,Greene说:“你可以想象一下,看着一张卫星图像,并试图弄清楚白色冰山、白色冰架、白色海冰,甚至是白色云朵之间的区别。这一直是一个困难的任务。但是我们现在有足够的来自多个卫星传感器的数据,可以清楚地看到南极洲的海岸线在最近几年是如何演变的。”在这项新研究中,Greene和他的同事综合了自1997年以来该大陆的可见光、热红外(热)和雷达波长的卫星图像。结合这些测量结果和从NASA正在进行的冰川测绘项目中获得的对冰流的理解,他们绘制了南极洲海岸线上3万英里(5万公里)的冰架边缘。由于冰层造成的损失大大超过了冰架的自然增长,研究人员认为南极洲不可能在本世纪末恢复到2000年以前的范围。事实上,研究结果表明,更大的损失是可以预期的。南极洲所有最大的冰架似乎都将在未来10到20年内发生重大的冰裂事件。在这项补充研究中,JPL的科学家们结合了来自七个空间测高仪器的近30亿个数据点,产生了关于冰盖高度变化的最长的连续数据集--这是一个冰损失的指标--早在198...PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312761.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1312761.htm

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历时25年的研究揭示了南极洲冰川的巨大损失该图显示了南极周围的水温。在南极洲西侧,海底的水温接近2摄氏度,其温度足以融化上面流动的冰层。东侧的海水温度较低。资料来源:BenjaminDavison博士/利兹大学。在这25年中,科学家们计算出有近67万亿吨的冰被输出到海洋中,而冰架上增加的59万亿吨冰又抵消了这一损失,因此净损失为7.5万亿吨。动画视频展示了过去25年南极周围冰层的变化情况,并总结了该研究项目的发现。图片来源:PlanetaryVisions/欧洲航天局领导这项研究的利兹大学研究员本杰明-戴维森(BenjaminDavison)博士说:"冰架退化的情况喜忧参半,这与南极洲周围的海洋温度和洋流有关。南极洲西半部暴露在暖水中,暖水会从下面迅速侵蚀冰架,而南极洲东部大部分地区目前受到海岸冷水带的保护,免受附近暖水的侵蚀。"地理和气候差异南极洲是一块广袤的大陆,面积是英国的50倍,西侧海域的洋流和风向与东侧不同,这导致西侧冰架下的海水温度升高。地球与环境学院极地地球观测专家戴维森博士说:"我们预计大多数冰架都会经历快速但短暂的收缩周期,然后缓慢地重新生长。相反,我们看到几乎一半的冰架都在缩小,而且没有恢复的迹象。"南极洲夏季的总表面积约为1420万平方公里(约550万平方英里),比美国大陆大得多,约为澳大利亚的两倍,英国的50倍。南极洲是七大洲中海拔最高、最干燥、最寒冷、风力最大、最明亮的地方。它被一层平均厚度超过一英里的冰层完全覆盖,有些地方甚至厚达近三英里。这层冰经过数百万年的降雪积累而成。目前,南极冰盖包含了地球上90%的冰,如果融化,全球海平面将上升200多英尺。资料来源:美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室LIMA数据提供者:PatriciaVornberger(美国国家科学研究中心):PatriciaVornberger(SAIC)LIMA数据由美国地质调查局(USGS)、英国南极调查局(BAS)和美国国家航空航天局(NASA)制作。他认为,人类引起的全球变暖很可能是冰层消失的关键因素。如果是由于气候模式的自然变化,西部冰架上应该会有一些冰重新生长的迹象。冰架漂浮在南极洲周围的海面上,是覆盖南极洲大部分地区的冰原的延伸。冰架就像冰川末端的巨大"塞子",减缓冰川流入海洋的速度。当冰架变薄或面积缩小时,这些"塞子"就会减弱,从而导致冰川流失冰的速度加快。研究人员在格茨冰架上观察到了一些最大的冰损失,在25年的研究期间,格茨冰架损失了1.9万亿吨冰。其中只有5%是由于冰裂解造成的,即大块冰脱离冰架进入海洋。其余的则是冰架底部融化造成的。显示格茨冰架的卫星图像。在25年的研究期间,格茨冰架损失了1.9万亿吨冰。这张图片是由2023年1月至9月期间记录的卫星数据合成的。图片来源:欧洲航天局同样,松岛冰架也损失了1.3万亿吨冰。其中约三分之一--4500亿吨--是由于冰盖崩裂造成的。其余的则是冰架底部融化造成的。相比之下,位于南极洲另一侧的阿梅利冰架则增加了1.2万亿吨冰。它周围的水域要冷得多。对南极洲的主要评估研究人员分析了10万多张卫星雷达图像,对冰架的"健康状况"进行了重大评估。如果冰架消失甚至缩小,将对南极洲的冰系统和全球海洋环流产生重大的连锁反应,而全球海洋环流是一条巨大的"传送带",它将养分、热量和碳从这个敏感的极地生态系统中输送出去。从冰架和冰川释放到海洋中的水是淡水。在25年的研究期间,研究人员估计,仅冰架就有66.9万亿吨淡水流入南极洲周围的南大洋。在南大洋,浓密的咸水作为全球海洋传送带的一部分沉入海底。海水的下沉是推动海洋传送带的引擎之一。来自南极洲的淡水稀释了海水中的盐分,使海水变得更清新、更轻盈,这就需要更长的时间下沉,从而削弱了海洋循环系统。发表在《自然-气候变化》杂志上的另一项研究表明,这一过程可能已经开始。利兹大学的安娜-霍格(AnnaHogg)教授也是这项研究的作者之一:"这项研究取得了重要发现。我们通常认为冰架会周期性地前进和后退。相反,我们看到的是由于融化和断裂造成的持续损耗。许多冰架已经严重退化:48个冰架在短短25年间损失了其初始质量的30%以上。这是气候变暖导致南极洲发生变化的进一步证据。这项研究提供了一个基准测量值,我们可以从中看到随着气候变暖可能出现的进一步变化。"有关南极洲近年来发生的变化的信息主要来自CryoSat-2和Sentinel-1卫星,这两颗卫星即使在阴天和漫长的极夜也能对南极洲进行监测。2010年发射的CryoSat-2是欧洲航天局的首个探索任务,也是首个专门用于监测地球极地冰原和冰川的任务。爱丁堡大学和地球波公司的诺埃尔-古梅伦教授是这项研究的合著者之一:"CryoSat-2是监测极地环境的绝佳工具。它能够精确绘制冰架受下方海洋侵蚀的地图,从而能够对冰架的损失进行精确的量化和分区,同时也揭示了这种侵蚀是如何发生的迷人细节。"这些卫星传感器捕捉到的细节非常丰富,科学家们能够追踪南极洲每年的变化。欧洲航天局(ESA)地球和任务科学负责人马克-德林克沃特博士说:"监测和跟踪广袤的南极大陆上的气候变化需要一个全年定期捕获数据的卫星系统。欧洲哥白尼计划的哨兵一号卫星任务满足了这一需求。与欧空局前身ERS-1、-2和环境卫星获取的历史数据一起,哨兵一号彻底改变了我们评估浮冰架的能力,浮冰架是质量平衡和南极冰盖健康状况的风向标。在不久的将来,我们将通过CRISTAL、CIMR和ROSE-L三项新的极地任务进一步加强对南极的监测。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391559.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1391559.htm

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南极洲的隐秘绿洲:科学家在冰海中发现潜在的生命摇篮研究表明,南极洲海冰中的开阔水域面积不断扩大,可能会使沿海动植物在未来得以生长,从而随着气候变化而改变当地的生态系统。图片来源:CeridwenFraser在奥塔哥海洋科学系研究员格兰特-达菲(GrantDuffy)博士的领导下,研究小组发现了意想不到的证据,表明南极洲周围的多水层面积正在急剧增加,而且它遵循着一个有趣的周期,大约每16年增加和缩小一次。达菲博士说:"这些趋势令人着迷--我们以前从未注意到它们。我们还不完全清楚是什么在驱动这种周期模式,但它对生态的影响可能是巨大的。"共同作者、澳大利亚莫纳什大学研究海洋-大气相互作用的科学家AriaanPurich博士说,周期模式似乎与大气驱动因素相吻合,其中包括环南极模式,这是一种环绕南极并影响新西兰和澳大利亚天气的气候现象。"最近南极海冰覆盖率创历史新低与海洋变暖有关,"Purich博士说。"在沿海环境中,大规模的大气变化和趋势会与不断变化的海洋条件相互作用,从而影响海冰的覆盖范围。这些发现为我们提供了令人兴奋的见解,有助于我们预测未来沿海海冰的覆盖范围。"该研究的资深作者、海洋科学系的CeridwenFraser教授说,这些结果对于预测南极洲沿海生态系统在气候变暖时会发生什么也至关重要。弗雷泽教授说:"我们知道,许多非本地动植物都可以到达南极洲,例如通过漂浮的海带漂流到南极洲。目前,由于沿岸冰层的冲刷,它们大多无法定居。冰层的减少可能会给一些沿海动植物创造定居的机会--这对南极本地沿海生态系统有着重大影响。"达菲博士表示同意。他说:"我们的研究表明,随着气候变暖,南极沿岸的开阔水域面积正在不断扩大。这些不断变化的沿海环境意味着生态系统必须适应和改变。"编译自/scitechdaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422662.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422662.htm

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南极洲海冰面积写下历史新低美国国家冰雪数据中心(NSIDC)星期一(9月25日)说,南极洲周边海域的海冰今年冬天创历史新低。路透社报道,研究员警告说,这种变化可能对企鹅等在海冰上繁殖和养育幼崽的动物带来严重后果,同时还会因为白色冰层反射回的阳光量减少而加速全球暖化。据NSIDC的数据,截至9月10日,南极洲海冰面积达到峰值,涵盖面积为1696万平方公里,是自1979年以来最低的冬季冰面峰值面积。这比1986年的最低冬季海冰面记录还少约100万平方公里。由于南半球的季节是相反的,海冰面积一般在冬季即将结束的9月左右达到顶峰,随后在夏季结束的2月或3月融化到最低点。NSIDC高级科学家麦尔说:“这不仅是打破记录的一年,而是极端破记录的一年。”另一项研究发现,温室气体排放导致海洋温度升高,是造成2016年以来海冰水平降低的原因之一。这项研究的作者、海冰研究员普利奇说:“要保护世上这些因各种原因而非常重要的冰地,我们确实需要减少温室气体排放。”

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