211service.com
Upptäck Grönlands yta
Grönland har tillräckligt med vatten för att höja den globala havsnivån sju meter, och södra Grönland uppvisar redan en accelererad smältning. Men hastigheten för denna avsmältning och annan isdynamik är dåligt förstådd, delvis för att Grönlands yta är så outgrundligt vit och funktionslös i vanliga satellitbilder. Nu ger en ny bildbehandlingsmetod en tydligare bild av subtila inlandsegenskaper, vilket ger skarpare ledtrådar om glaciärernas rörelser – och bättre insikt om framtida höjningar av havsnivån.
Ett nytt tillvägagångssätt för att bearbeta satellitdata från inlandsisar tillåter bilder som den här: den första detaljerade bilden av en 600 gånger 50 kilometer pipettformad isformation känd informellt som NEGIS (för nordöstra Grönlands isström). NEGIS var inte ens känd för vetenskapen förrän 1991. Den nya bearbetningsmetoden visar strukturer och funktioner som ger ledtrådar om hur detta och andra delar av Grönland och Antarktis smälter. NEGIS glider mot havet med några hundra meter per år.
Tekniken börjar med så många som 94 röda och infraröda bilder av samma region, tagna av två NASA-satelliter, kallade Terra och Aqua, som har polära banor och korsar Grönland flera gånger om dagen. Varje råbild – ett mått på ljus från ytan – har en upplösning på 250 meter per pixel. Men genom att justera och medelvärdesbestämma värden inom områden med pixelöverlappning bland flera bilder av samma område, skärpte forskare vid National Snow and Ice Data Center vid University of Colorado i Boulder upplösningen till så lite som 100 meter per pixel och ungefär fyrdubblade kontrasten känslighet.
Som ett exempel på en utdelning får forskare äntligen en tydlig bild av en 600 gånger 50 kilometer pipettformad isformation informellt känd som NEGIS (för nordöstra Grönlands isström). Denna enorma funktion – som glider mot havet med några hundra meter per år – var inte ens känd för vetenskapen förrän 1991. Och den har inte avbildats i detalj förrän de senaste månaderna. Det vi har gjort nu är att se hur långt uppströms den går, hur nära den kommer till Grönlands topp, och se några strukturer vid kanterna, för att få en uppfattning om hur snabbt isen flyter och i vilka riktningar den flyter, säger Ted Scambos, ledande forskare och glaciolog vid Boulder-centret, som medutvecklade bildbehandlingsmetoden.
Scambos säger att sådana insikter är allt när det gäller att ta reda på hur snabbt Grönlands is kommer att rinna ut i havet och börja översvämma världens kuster. Samma teknik tillämpas på bilder av Antarktis, vars inlandsis innehåller tillräckligt med vatten för att höja havsnivån 65 meter om allt smälter. Hastigheten för sådan smältning är en av de mest dåligt förstådda men ändå mest påverkande effekterna av global uppvärmning.
Detta ger oss bättre upplösning av subtila strukturer i inlandsisen, säger Scambos. För blotta ögat ser det ut som en slät vit slätt. Men det finns kullar, gupp och åsar som visar oss hur isen flyter och hur den kommer att rinna ut från glaciärer. När vi väl kommer bort från kusten har de viktiga egenskaperna att göra med hur isen flyter. De kan vara mycket subtila kullar och dalar som visar hur isen rör sig från kontinenten. Vad vi har är en karta som visar detaljer mycket längre in i landet, mycket längre än tidigare. Andra bilder visar bara inlandsisen som en blank vit yta utan några funktioner.
Tekniken använder sig av befintliga jordobservationssatelliter. Men dessa är inte de enda där uppe. Andra satelliter, särskilt NASA:s Landsat- och ASTER-sensorer, är också kända för att ta skarpa bilder av hemplaneten. Den största fördelen med Terra och Aqua är dock den större känsligheten för subtila ljuskontraster – en stor hjälp när det fotografiska motivet är en stor vit yta. Dessutom är Terra och Aqua tillgängliga oftare. Landsat passerar inte samma plats mer än en gång var 16:e dag. Eftersom många satellitbilder är oanvändbara på grund av molntäcke, skulle det praktiskt taget kräva många hundra Landsat-bilder för att göra en liknande karta, säger Scambos.
Det nya tillvägagångssättet möjliggör också snabb omvärdering av hela arket på Grönland för att upptäcka viktiga kortsiktiga förändringar. Faktum är att tekniken gör det möjligt för forskare att bygga en ny högupplöst bild av hela arket varannan månad. Och om forskare bestämmer sig för att de vill ha en ny titt på ett litet område, kan andra satelliter potentiellt komma till användning.
Ämnet är av mer än akademiskt intresse, konstaterar Mark Fahnestock, en geolog vid University of New Hampshire, i Durham, som samarbetade med Scambos om tekniken. I grund och botten lägger Grönlands inlandsis ut – under de senaste sex, sju åren – 40 procent mer is än den var tio år tidigare, säger Fahnestock. Vi försöker förstå varför, så att vi kan ha en uppfattning om hur vi kan projicera det in i framtiden. När denna förståelse blir tydligare kommer forskare att kunna berätta för världen hur snabbt och hur långt havsnivån kan stiga. Detta kan till och med få beslutsfattare att minska utsläppen av växthusgaser och planera för avtagande kustlinjer och översvämning av befolkade områden.
En av de störande trenderna på Grönland är tillväxten av enorma sjöar av issmältning som bildas ovanpå inlandsisen under sommarmånaderna. Dessa vattenmassor hittar sprickor och rinner djupt ner i inlandsisen, till osäker effekt. Den nya bildtekniken kan se sådana sprickor och hur de förändras, säger Fahnestock.
På hög nivå kan tekniken visa is som en slags slow-motion flod. I en flod kan man se stående vågor och forsar, säger Fahnestock. Det är samma sorts bild av isen, även om den rör sig mycket långsammare. Du ser denna ojämnhet eftersom den här isen är i rörelse. Hastigheten för inlandsisens smältning är dåligt förstådd, och att veta var det är ojämnt låter oss ta reda på varför Grönland förändras så snabbt som det är idag, säger han.