Opgebouwd uit een kwart eeuw aan satellietgegevens, een nieuwe kaart van de Antarctische ijssnelheid door glaciologen van de Universiteit van Californië, Het Jet Propulsion Laboratory van Irvine en NASA is het meest nauwkeurige dat ooit is gemaakt.

Vandaag gepubliceerd in een artikel in het tijdschrift American Geophysical Union Geofysische onderzoeksbrieven , de kaart is 10 keer nauwkeuriger dan eerdere uitvoeringen, die meer dan 80 procent van het continent bestrijken.

"Door gebruik te maken van het volledige potentieel van interferometrische fasesignalen van satellietradars met synthetische apertuur, we hebben een kwantumsprong gemaakt in de beschrijving van de ijsstroom op Antarctica, " zei hoofdauteur Jeremie Mouginot, UCI-associate onderzoeker in aardsysteemwetenschap. "Deze meer gedetailleerde weergave zal ons begrip van ijsgedrag onder klimaatstress over een groter deel van het continent helpen verbeteren, verder naar het zuiden, en zal verbeterde projecties van zeespiegelstijging mogelijk maken door middel van numerieke modellen."

Om de beweging van ijskappen over het oppervlak van de enorme landmassa in kaart te brengen, de onderzoekers combineerden input van zes satellietmissies:de Radarsat-1 en Radarsat-2 van de Canadian Space Agency; de aardse teledetectiesatellieten 1 en 2 van het Europees Ruimteagentschap en Envisat ASAR; en ALOS PALSAR-1 van het Japan Aerospace Exploration Agency.

Hoewel de gegevens verspreid waren over 25 jaar, het tempo van het verzamelen van signalen versnelde in het afgelopen decennium naarmate meer middelen in de baan van de aarde werden ingezet. Als coördinator van de ijskapwetenschap in de Polar Space Task Group van de Wereld Meteorologische Organisatie, co-auteur Bernd Scheuchl, UCI associate project scientist in Earth system science, was verantwoordelijk voor het verkrijgen van de relevante gegevens van de verschillende internationale ruimtevaartorganisaties.

Eerdere mapping-inspanningen waren sterk afhankelijk van "feature" en "speckle tracking"-methoden, die in de loop van de tijd de subtiele beweging van ijspakketten op de grond detecteren; deze aanpak is effectief gebleken bij het schatten van de ijsstroomsnelheid. Om aanzienlijk langzamere ijskapbewegingen in de uitgestrekte binnengebieden te meten, het UCI-team verbeterde deze technieken met fase-interferometrie met synthetische apertuurradar, die de subtiele beweging van natuurlijke reflectoren van radarsignalen in sneeuw/ijs detecteert, onafhankelijk van de grootte van het door de radar verlichte ijspakket.

"De interferometrische fase van SAR-gegevens meet het ijsvervormingssignaal met een precisie van maximaal twee ordes van grootte beter dan spikkeltracking, Mouginot zei. "Een nadeel is dat het veel meer gegevens vereist, namelijk meerdere passages onder verschillende hoeken over hetzelfde punt op de grond - een probleem dat werd opgelost door een consortium van internationale ruimteagentschappen die ruimtevaartuigen voor het bewaken van de aarde naar dit deel van de wereld richtten."

Het team was in staat om een ​​kaart samen te stellen die de ijsbeweging oplost tot een niveau van 20 centimeter (iets meer dan een halve voet) per jaar in snelheid en 5 graden in jaarlijkse stroomrichting voor meer dan 70 procent van Antarctica. Het is de eerste keer dat zeer nauwkeurige kartering van de binnengebieden is bereikt.

"Dit product zal klimaatwetenschappers helpen een aantal doelen te bereiken, zoals een betere bepaling van de grenzen tussen gletsjers en een grondige evaluatie van regionale atmosferische klimaatmodellen over het hele continent, " zei co-auteur Eric Rignot, voorzitter en Donald Bren Professor of Earth System Science bij UCI en een JPL senior research scientist.

"Het zal ook helpen bij het lokaliseren van de meest veelbelovende locaties voor ijskernboringen om klimaatrecords te extraheren en bij het onderzoeken van de massabalans van Antarctica buiten de periferie."

Hij zei dat hij uitkijkt naar de gezamenlijke satelliet van NASA en Indian Space Research Organization, lancering eind 2021, wat de eerste interferometrische SAR-missie zal zijn die is ontworpen om uitsluitend naar de Zuidpool te kijken. Het ruimtevaartuig zal elke 12 dagen een kust-tot-kust zicht op Antarctica bieden.

"We zullen in staat zijn om voldoende kwaliteitsgegevens over de Antarctische wateren te verzamelen om updates te genereren voor de kaart die we zojuist hebben gemaakt in een of twee maanden in plaats van een of twee decennia, " zei Rignot. "Met dit niveau van precisie in de binnenste regio's, we zullen in staat zijn om ruimtelijke details met hoge resolutie in de bodemtopografie onder het ijs te reconstrueren door middel van inversietechnieken over veel grotere gebieden dan in eerdere pogingen - essentieel voor het verbeteren van ijskapmodellen en projecties van zeespiegelstijging vanaf Antarctica."

De nieuwe Antarctische ijssnelheidskaart en gerelateerde datasets kunnen worden gedownload in het NASA Distributed Active Archive Center in het National Snow &Ice Data Center.