NISAR的全球观察和拯救地球冰冻圈的探索
2024-10-17 21:45

NISAR的全球观察和拯救地球冰冻圈的探索

  

  

  NISAR是NASA-ISRO合成孔径雷达的缩写,这是美国和印度空间机构首次在地球观测任务的硬件开发上进行合作。它的两个雷达系统将每12天监测两次地球上几乎所有陆地和冰面的变化。来源:美国国家航空航天局/姓名

  随着气候变化使空气和海洋变暖,NISAR将详细研究冰盖、冰川和海冰的变化。

  NISAR是美国宇航局和印度空间研究组织(ISRO)即将发射的雷达卫星,它将测量一些关键的地球生命体征,从湿地的健康状况到火山引起的地面变形,再到陆地和海冰的动态变化。

  最后一种能力将帮助研究人员破译小规模过程如何导致覆盖南极洲和格陵兰岛的冰盖以及世界各地的高山冰川和海冰发生巨大变化。

  NISAR是NASA-ISRO合成孔径雷达的简称,它将提供迄今为止最全面的关于地球冰雪覆盖环境中冰冻表面运动和变形的图像,这些环境统称为冰冻圈。

  美国宇航局南加州喷气推进实验室的冰川学家亚历克斯·加德纳(Alex Gardner)说:“我们的星球温度调得很高,地球上的冰正在加速运动,融化得更快。”“我们需要更好地了解其中的过程,NISAR将提供测量方法来做到这一点。”

  NISAR计划于2024年发射,它将利用雷达监测地球陆地和冰表面的变化,包括冰架的破裂。这些2022年1月和3月从东南极洲拍摄的卫星图像显示,冰山落入海洋时,格伦泽冰川和康格冰川的边缘正在崩塌。来源:美国国家航空航天局

  NISAR将于2024年由ISRO从印度南部发射,它将每12天观测两次地球上几乎所有的陆地和冰表面。卫星对地球冰冻圈的独特洞察将来自两个雷达的联合使用:波长为10英寸(25厘米)的l波段系统和波长为4英寸(10厘米)的s波段系统。

  l波段可以穿透雪,帮助科学家更好地追踪下面冰的运动,而s波段对雪的湿度更敏感,这表明雪正在融化。这两种信号都能穿透云层和黑暗,使我们能够在长达数月的极地冬夜进行观测。

  冰盖的“延时电影”

  NISAR在轨道上的定位将使它能够从南极洲遥远的内部收集数据,靠近南极——不像其他大型成像雷达卫星,它们更广泛地覆盖了北极。

  南极洲的冰原拥有地球上最大的冷冻淡水储存库,它可能失去冰的速度是海平面上升预测中最大的不确定性。NISAR增加的覆盖范围对于研究从南极洲中部高海拔地区流向海洋的冰的运动至关重要。

  美国国家航空航天局(NASA)和印度空间研究组织(ISRO)联手创建了一个强大的新太空任务,该任务将详细跟踪我们不断变化的地球。这颗名为NISAR的卫星将使用先进的雷达系统,加深我们对森林砍伐、冰川萎缩和海冰损失、自然灾害、气候变化和其他全球生命体征的了解。来源:美国国家航空航天局/姓名/ ISRO

  这些测量还将使科学家们能够仔细研究冰和海洋相遇的地方发生了什么。例如,当冰盖的一部分位于海平面以下的地面上时,盐水会渗入冰下,加剧融化和不稳定。南极洲和格陵兰岛也有冰架——从陆地延伸出来漂浮在海洋上的大块冰——随着冰山的断裂,这些冰架正在变薄和破碎。冰架有助于防止陆地上的冰川滑入海洋。如果它们减少了,冰川就会流动和崩解得更快。

  自20世纪90年代以来,南极洲和格陵兰岛的冰损失都在加速,而且还不确定它们将以多快的速度继续消退。NISAR将改善我们对这些变化的水平和垂直视角。

  “NISAR将为我们提供这一运动的连续延时电影,这样我们就可以了解它是如何以及为什么变化的,并更好地预测它未来将如何变化,”西雅图华盛顿大学(University of Washington)的冰川学家、NISAR冰冻圈项目的负责人伊恩·乔金(Ian Joughin)说。

  高山冰川、供水和洪水

  这颗卫星还将追踪地球山地冰川的变化。自20世纪60年代以来,它们的融化造成了大约三分之一的海平面上升,气候驱动的冻结和融化模式的变化可能影响下游人口的供水。

  在喜马拉雅山,NISAR的全天候能力将帮助研究人员监测冰川湖中储存了多少水,这对于评估灾难性洪水的风险至关重要。

  印度艾哈迈达巴德ISRO空间应用中心的冰川学家Sushil Kumar Singh说:“喜马拉雅山的美丽和困难在于云层。”“有了NISAR,我们将能够获得更连续、更完整的数据集,这是使用可见光的仪器无法实现的。”

  两极附近的海冰动态

  NISAR还将捕捉两个半球海冰的移动和范围。海冰使海洋与空气隔绝,减少了蒸发和热量流失到大气中。它还反射阳光,通过反照率效应使地球保持凉爽。

  几十年来,由于不断上升的水温和气温加剧了融化,北极海冰一直在减少。由于北冰洋表面更多地暴露在阳光下,它在夏季获得和储存更多的热量,需要更长的时间来冷却。喷气推进实验室的海冰科学家本·霍尔特(Ben Holt)说,这意味着冬天形成的冰更少,明年夏天融化得更快。

  NISAR对南大洋的覆盖范围比迄今为止的任何雷达任务都要大,它将在南极洲周围开辟新的视野,那里的海冰在过去几年里一直比较稳定。它在2023年达到了历史最低点。

  更多的一个关于使命

  NISAR是NASA和ISRO之间的平等合作,标志着这两个机构首次就地球观测任务的硬件开发进行合作。NASA喷气推进实验室由位于加州帕萨迪纳的加州理工学院管理,负责该项目的美国部分,并提供任务的l波段SAR, NASA还提供雷达反射天线、可展开吊杆、用于科学数据的高速通信子系统、GPS接收器、固态记录仪和有效载荷数据子系统。位于班加罗尔的拉奥卫星中心(URSC)负责此次任务的ISRO组成部分,提供航天器总线、运载火箭以及相关的发射服务和卫星任务操作。位于艾哈迈达巴德的ISRO空间应用中心提供s波段SAR电子设备。

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