国际资讯｜NASA绘制北极海冰积雪深度地图
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英文原文来源：earthobservatory.nasa.gov
中文编译整理：慧天地国际站一鸣
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在过去的二十年里，科学家和卫星图像都揭示了北极海冰在数十年的时间里持续减少的状况。这对全球生态系统、天气和气候都有影响。而现在，卫星正在追踪冰面上反射的隔热雪层的情况。
雪是海冰系统的重要组成部分，影响着海冰的生长和融化。在冬季，像毯子一样的积雪将海冰与寒冷的极地空气隔离开来，减缓了冰的生长。而在春天，冰雪覆盖层必须融化，冰面才能开始融化。到了夏天，冰雪融化的水会在冰面上的小凹塘里聚集起来，这些水吸收来自太阳的热量，可以加速冰的升温和融化。
多年来，科学家们收集了地面和空中的积雪深度测量数据。但是，他们需要常规的、广泛的测量来探测冰盖上积雪深度的详细变化，以及在一年里它们是如何变化的。这些细节现在已经可以测量了，因为科学家们已经制作了第一张基于卫星的北极海冰积雪地图。
美国宇航局喷气推进实验室的海冰科学家、JGR Oceans一篇研究文章的作者Ron Kwok说道：“这是有史以来我们第一次能够在整个北冰洋的海冰覆范围内获得积雪的深度数据。从气候和隔离海冰的角度来看，我们所得到的积雪的数据是非常重要的。”
图1：2018年10月- 2019年4月，北极海冰的积雪深度图。
（图片来源：Joshua Stevens）
上面的地图显示了北极海冰的积雪深度，从2018年10月到2019年4月，平均每月一次。10月份，积雪开始缓慢堆积，新形成的冰上平均积雪约5厘米（2英寸），多年的冰上平均积雪约14厘米（5.5英寸）。降雪从12月和1月开始，并在来年4月达到最大深度。此时，相对较新的冰层平均积雪为17厘米（6.7英寸），较老的冰层平均积雪为27厘米（10.6英寸）。
为了绘制地图，科学家们比较了两颗卫星的高程测量值。美国宇航局(NASA)的冰、云和陆地高度2号卫星(ICESat-2)携带了一个激光测高仪，它利用光脉冲精确测量物体的高度，无论是开阔的水面、裸露的海冰，还是堆积在冰面上的积雪。欧空局(ESA)的CryoSat-2卫星携带一个雷达高度计，与激光雷达相比，雷达的无线电波主要通过雪并从冰面反射出去。通过计算这两种测量值之间的差异，科学家可以估算出顶部积雪层的深度。
Ron Kwok表示：“这种方法无疑是迄今为止最好的方法。使用ICESat-2和CryoSat-2，我们可以通过观测获得积雪深度的时变估计值，而无需借助模型。”
通过多年的观测，这样的地图可以帮助科学家们评估气候变化对降水和积雪的影响。但Ron Kwok指出，这一方法的挑战在于，此测量方法依赖于两颗卫星同时在轨道上运行。ICESat-2较新，于2018年发射，而CryoSat-2已经在轨运行了10年。
Ron Kwok说道：“如果我们失去了CryoSat-2卫星，那么我们就只能单独使用ICESat-2卫星了。希望我们至少还能有几年的时间在模型改进方面取得进展。”
备注：美国宇航局地球观测站的图片由Joshua Stevens提供，数据由Ron Kwok等人提供(2020年)。Kate Ramsayer报道。
参考资料：
Kwok, R. et al.(2020) Arctic Snow Depth and Sea Ice Thickness From ICESat-2 and CryoSat-2Freeboards: A First Examination. JGR Oceans 125 (3), e2019JC016008.
NASA Features (2020,May 14) NASA’s ICESat-2 Measures Arctic Ocean’s Sea Ice Thickness, Snow Cover.
NASA Missions (2020)ICESat-2.
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