science >> Wetenschap >  >> Natuur

CryoSat verovert ijs op Arctische meren

Great Bear Lake en Great Slave Lake. Krediet:ESA

Het snel veranderende klimaat in het noordpoolgebied houdt niet alleen verband met smeltende gletsjers en afnemend zee-ijs, maar ook tot dunner wordend ijs op meren. De aanwezigheid van meerijs kan eenvoudig worden gevolgd door beeldsensoren en standaard satellietwaarnemingen, maar nu toegevoegd aan de lijst met prestaties, CryoSat kan worden gebruikt om de dikte van meerijs te meten, een andere indicator van klimaatverandering.

CryoSat, een van ESA's Earth Explorer-satellieten, draagt ​​de eerste radarhoogtemeter in zijn soort. Het instrument wordt traditioneel gebruikt om de dikte van het zee-ijs dat in oceanen drijft te bepalen en om veranderingen in enorme ijskappen op het land te volgen, bewijs leveren van het afnemende poolijs van de aarde.

Meren in de Arctische en subarctische gebieden van Noord-Amerika beslaan tussen 15% en 40% van het landschap, en een belangrijke rol spelen in het klimaat in de regio. Ze zijn ook een essentiële hulpbron voor zowel de samenleving als een belangrijke habitat voor in het water levende dieren.

Gebruikt als platform voor activiteiten zoals vissen, jagen en reizen, kennis van ijsdikte is belangrijk voor het beoordelen van de veiligheid. Het monitoren van veranderingen in watervolume en -niveaus is ook belangrijk voor de watervoorziening voor huishoudelijke, commercieel en industrieel gebruik.

Grote Slavenmeer

Voor de eerste keer, De hoogtemeter van CryoSat is gebruikt om de dikte van ijs in het Great Slave Lake en het Great Bear Lake te meten, in het Noordwestelijk Territorium van Canada. Wetenschappers van de University of Alberta en de York University hebben hun bevindingen gedocumenteerd in een paper gepubliceerd in het Institute of Electrical and Electronics Engineers Transacties op Geoscience en Remote Sensing .

Een luchtfoto van de noordelijke arm van het Great Slave Lake, genomen op 29 april 2018. Smeltvijvers op het ijsoppervlak zichtbaar op de voorgrond, representatief voor smeltseizoenobservaties door CryoSat - wanneer het ophalen van ijsdikte niet meer werkt. Krediet:ESA

Het Great Slave Lake en het Great Bear Lake werden gekozen vanwege hun vlakke en gladde ijzige oppervlakken, en wetenschappers waren in staat om radarreflecties te onderscheiden van zowel ijsvrije als met ijs bedekte gebieden. Door de reistijden van de radarsignalen tussen het ijsoppervlak en de ijsbodem af te trekken, ze waren in staat om de dikte van het ijs te meten dat op het meer drijft.

Radargram van het Grote Slavenmeer

De afstand tussen de twee reflecties nam in de winter toe, die de seizoensgebonden verdikking van het meerijs vertegenwoordigen, en werden vervolgens nauwkeurig gevalideerd met in situ boorgatmetingen.

Christian Haas van de Universiteit van Bremen (voorheen in York en Alberta), zei, "Dankzij CryoSat, we zijn in staat om seizoensveranderingen en cycli van ijsdikte te bestuderen, evenals volume en variabiliteit voor vele andere kleinere meren in het subarctische gebied.

Typisch CryoSat-radargram van een overvlucht van Great Slave Lake in april 2018. De afstand in km langs de baan wordt weergegeven op de x-as. De vertragingstijd van de golfvorm is uitgezet op de y-as, omgerekend naar een reisafstand in twee richtingen. Figuur geeft een dikte van 1,3 m aan. Grijsschaal toont genormaliseerd vermogen van 0 tot 1. Figuur van Beckers et al. (2017). Krediet:ESA

"Hoewel we ervoor hebben gekozen om de twee grootste meren in de regio te bestuderen, dezelfde methode kan worden toegepast op vele andere kleinere meren.

"Naast het monitoren van de ijsdikte, de methode kan ook worden gebruikt om de waterstanden en het volume van het meer gedurende de winter te achterhalen."

Jerome Bouffard, CryoSat's datakwaliteitsmanager, zegt:"We zijn verheugd om te zien dat dergelijke resultaten van CryoSat komen. De gegevens kunnen belangrijke informatie verschaffen over meerdere oppervlakken die van cruciaal belang zijn voor het begrip van wetenschappers van de rol die ijs speelt in het aardsysteem, op zowel lokale als mondiale schaal."