氣候變化模型依賴于遙感數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性
在Betsy Kenaston參與的格陵蘭島科研項(xiàng)目中，科研小組將在地面上獲得的數(shù)據(jù)與MODIS圖像進(jìn)行了對比
最近，格陵蘭冰蓋經(jīng)歷了冰川加速融化，導(dǎo)致了全球海平面上升。隨著北極溫度變暖，融化可能會增加雪表面的暗度—如果表面的冰和雪變成黑色，它會更快吸收太陽輻射，變熱、融化，造成海平面大規(guī)模上升，這將淹沒世界許多城市。
但是許多監(jiān)測格陵蘭冰蓋和冰芯的氣候模型已經(jīng)嚴(yán)重過時(shí)，這給研究人員的野外工作造成了困難，成本也很高。因此，科學(xué)家無法確認(rèn)格陵蘭島的雪是否存在變黑的現(xiàn)象及其原因。
去年春天，一個(gè)科研項(xiàng)目組開始探索這個(gè)問題，以及雪下的程度、區(qū)域，雪融化了多少，最終海平面即將上升到的高度。科研小組開始研究最近西格陵蘭冰蓋滲流區(qū)表面物質(zhì)平衡的變化，包括用雪地摩托橫跨格陵蘭島3000公里來調(diào)查這塊巨大冰蓋將如何變化及變化的原因。
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? ? ? 為了收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，Gabriel Lewis（博士候選人）選擇應(yīng)用美國ASD FieldSpec4 地物光譜儀（以下簡稱FS4），因?yàn)镕S4采用便攜式設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用，便于運(yùn)輸和野外現(xiàn)場使用，同時(shí)，F(xiàn)S4也可以測量反射率——在多個(gè)頻率上（350~2500 nm）都有很高的分辨率和精度，提供更詳細(xì)和完整的畫面。FS4還可以通過探針測量雪粒的光學(xué)晶粒度——一個(gè)確定雪是否已變黑的至關(guān)重要的信息。
? ? ? 除了測量反射率和雪粒的光學(xué)晶粒度，科研小組也收集了連續(xù)探冰雷達(dá)和7個(gè)25-30m的積雪芯，以及373次反射率測量數(shù)據(jù)和雪樣。隨后，該小組分析了樣品，并測量了它們的煙塵雜質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)室分析，該小組能夠測量雜質(zhì)的數(shù)量、來源，以及確認(rèn)它們是自然形成的還是人為的。
? ? ? 該項(xiàng)目同樣應(yīng)用了遙感數(shù)據(jù)，將他們的發(fā)現(xiàn)跟通過當(dāng)前科學(xué)理論（區(qū)域性氣候模型RCM和中等分辨率圖像光譜儀MODIS衛(wèi)星）得出的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了比較。雖然該項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2017年年底完成，但到目前為止，Lewis和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了來自衛(wèi)星與現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)之間的相似之處。
? ? ? 結(jié)果初步表明，RCM和MODIS反射率數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地捕捉到了反射率的空間變異性，并與現(xiàn)場測量十分吻合。結(jié)果同樣表明，光學(xué)晶粒度與反射率呈負(fù)相關(guān)，但雜質(zhì)質(zhì)量與反射率無相關(guān)。這些結(jié)果與最近研究相一致，這證明，雪的晶粒度在減少反射率的作用上是黑碳含量和雪密度的5-10倍。
? ? ? “知道我們走在正確的軌道上真是太好了，”Lewis說，“在格陵蘭島做的反射率測量數(shù)據(jù)，與許多衛(wèi)星、氣候模型測量數(shù)據(jù)相吻合，這真是太棒了。”
? ? ? 對于冰蓋即將會發(fā)生什么，還有很多的不確定性——很復(fù)雜，而且很難建模和預(yù)測——所以，如果氣候模型能夠準(zhǔn)確地描述現(xiàn)在發(fā)生的事情，科學(xué)家們將會滿懷信心的應(yīng)用這些模型預(yù)測將來會發(fā)生的事情。
“我?guī)兔κ占头治龅臄?shù)據(jù)會幫助我們理解氣候變化對格陵蘭島的影響，及其對地球未來的影響?！盠ewis說。
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注：Betsy Kenaston：a marketing specialist at ASD
信息來源：GeoConnexion International?Magazine
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