Полярный lce

Полярный лед состоит из морского льда, сформированного из замораживания морской воды, и ледяных листов и ледников, сформированных из накопления и уплотнения падающего снега. Оба типа льда простираются по обширным областям полярных областей. Глобальные средние числа освещения морского льда приблизительно 25 миллионов km2, область североамериканского континента, тогда как ледяные листы и ледники покрывают приблизительно 15 миллионов km2, примерно 10 % области поверхности земли Земли.

Эффекты на энергетический Обмен

\

Лед, и на земле и в море, затрагивает обмен энергией, непрерывно имеющей место в поверхности Земли. Лед и снег среди самых рефлексивных из естественных Земных поверхностей. В частности морской лед - намного больше refjective чем окружающий океан, так, чтобы, если бы это должно было увеличиться в степени, например из-за крупномасштабного охлаждения, тогда больше солнечной энергии было бы отражено назад, чтобы сделать интервалы, и меньше будет поглощено в поверхности. Это имело бы тенденцию охлаждать местную область далее с вероятностью, что больше льда будет сформировано, и все еще больше охлаждения произошло бы.

С другой стороны, если бы глобальное потепление происходит, то больше льда, как ожидали бы, будет таять, уменьшая энергию, отраженную назад, чтобы сделать интервалы и увеличивая энергию, поглощенную в поверхности. Затронутые части Земли стали бы все еще более теплыми. Ученые обращаются к этому виду укрепления процесса как “положительный

обратная связь.”

Глобальные наблюдения необходимы, чтобы сделать наше теоретическое и компьютерные модели Земной Системы столь же правильными как выполнимое и гарантировать, что они включают главные соответствующие явления для того, чтобы понять лед и другие компоненты климата Земли. Вообще, эти наблюдения могут систематически получаться только из основанных на пространстве спутников. В США миссии, проводимые НАСА, NOAA, и Министерством обороны, все способствуют нашему знанию полярного льда на глобальной основе.

Глобальное потепление и Лед Земли

За прошлое столетие медленно повышался уровень моря. Это происходит частично из-за добавления воды к океанам или посредством таяния или посредством "рождения детеныша" прочь айсбергов от льда земли в мире. Много отдельных горных ледников и ледниковых покровов, как известно, отступали, способствуя возрастающим уровням морей. Сомнительно, однако, росли ли два главных льда в мире листовая Гренландия и Антарктида - или уменьшались. Это имеет особое значение из-за огромного размера этих ледяных листов с их большим потенциалом для того, чтобы изменить уровень моря. Вместе, Гренландия и Антарктида содержат приблизительно 75 % пресной воды в мире, достаточно чтобы поднять уровень моря на более чем 75 метров, если весь лед был возвращен к океанам. Измерения ледяных возвышений теперь делаются спутниковыми радарными высотомерами для части полярных ледяных листов, и в будущем они будут сделаны лазерным высотомером как часть системы наблюдения Земли НАСА (ЭОС). Лазерный высотомер обеспечит более точные измерения по более широкой области.

Ледяной лист Гренландии является более теплым чем Антарктический ледяной лист, и в результате глобальное потепление могло произвести серьезное таяние на Гренландии, имея меньше эффекта в Антарктике. В Антарктике температуры достаточно далеки ниже замораживания этого даже с некоторым глобальным потеплением, температуры могли остаться достаточно холодными, чтобы предотвратить обширное поверхностное таяние.

Где ледяные листы распространяются направленный наружу на океан, лед имеет тенденцию съезжать по окружающей воде, формируя “шельфовые ледники.” Есть беспокойство, что с глобальным потеплением вода под шельфовыми ледниками была бы более теплой и заставила бы их разбиваться с большей готовностью, формируя очень большие айсберги. Если бы шельфовые ледники Западной Антарктиды должны были разбиться, это выпустило бы более внутренний лед в необратимом процессе, возможно приводя к повышениям уровня моря нескольких метров.

В дополнение к увеличению количества таяния глобальное потепление, как также ожидали бы, увеличит количество осаждения в полярных регионах. Есть три причины этого: 1) более теплый воздух может нести больше влажности чем более холодный воздух; 2) более теплый wates поощрил бы увеличенное испарение от океана; и 3) уменьшенный морской лед также привел бы к большему количеству испарения от океана, поскольку больше океанской области будет выставлено непосредственно атмосфере. Глобальное потепление, как могли поэтому ожидать, первоначально увеличит и таяние и снегопад. В зависимости от которого увеличение доминирует, ранним результатом мог быть или полный распад или полный рост ледяных листов.

Обнаружение Глобального потепления и Морской Лед

Таяние и рост морского льда, по контрасту чтобы посадить лед, не затрагивают уровень моря, потому что морской лед уже плавает на океане и находится в равновесии с этим. Морской лед, тем не менее, все еще важен в контексте изменения климата. Морской лед, с его высоким коэффициентом отражения и изоляцией, которую это обеспечивает между полярными атмосферами и океанами, является ключевой ролью системы климата. Кроме того морской лед отвечает на изменения в атмосфере и океанах, и следовательно изменяется в ней, мог быть ключ к разгадке более широкого изменения климата, такого как глобальное потепление. Однако, отчет до настоящего времени не достаточно ясен сделать любые категорические заключения о долгосрочных тенденциях климата основанными на наблюдениях морского льда один. Морской лед изменяется значительно с сезона до сезона и из года в год, и степень его естественной изменчивости еще не полностью известна.

Мы должны продолжить контролировать местоположение и степень морского льда и его изменений в сезон и межъежегодно. Мы также нуждаемся в дополнительных исследованиях, чтобы определить ледяные толщины и reflectivities. Этот вид информации может питаться в модели климата, чтобы попытаться моделировать будущие условия климата. Та же самая информация будет также служить проверкой на моделях, чтобы видеть, моделируют ли они должным образом существующее количество морского льда и распределения.

Миссии НАСА Изучить Лед

У НАСА были миссии, которые собрали ледяные данные много лет (см. сопровождающий стол), и лед среди многих переменных, включенных в Программу Первооткрывателя НАСА, которая обеспечивает наборы данных качества исследования на глобальном изменении от прошлых и текущих спутниковых миссий. Программа Первооткрывателя приведет к главной инициативе Программы Науки о Земле НАСА, система наблюдения Земли (ЭОС). ЭОС Вовлекает серию спутников, которые будут начаты в 1998 и после того, предоставляя страховую защиту Земли в течение пятнадцати - двадцати лет.

Несколько датчиков на ранних спутниках в 1960-ых и 1970-ых получили ценные ледяные данные, особенно при условиях без облаков. Однако, облачность и полярная темнота часто затеняли наблюдения, которые были получены с видимыми и инфракрасными датчиками. Главный прорыв произошел в декабре 1972 с запуском Электрически Просматривающего Микроволнового Радиометра (ESMR) на Нимбе 5 спутников. Используя в своих интересах микроволновую радиацию, которая испускается от поверхности Земли, ESMR мог видеть через облака, обеспечивая впервые наборы подробных данных распределений морского льда для облачных так же как условий без облаков, и мог сделать это ночью так же как во время дневного света.

Микроволновая радиация испускается в изменении количества всем на поверхности Земли. Количество испускаемой радиации зависит от температуры вещества и его "излучаемости", которая является мерой способности вещества испустить радиацию. Поскольку микроволновая излучаемость морского льда заметно больше чем та из воды, это вообще излучает больше микроволновой энергии чем вода, даже при том, что температура воды выше. Большая интенсивность микроволновой радиации, прибывающей изо льда, позволяет различию льда/воды быть сделанным в спутниковых данных.

Данные от Нимба 5 ESMR и его преемник, Просмотр НАСА Многоканальный Микроволновый Радиометр (SMMR), который был начат на Нимбе 7 в 1978, привели к трем главным атласам, давая историю арктических и Антарктических покрытий морского льда в течение лет 1973-76 и

1978-87. Спутник НАСА Seasat также нес инструмент SMMR в 1978, но, к сожалению, перебой в питании заставил получение и накопление данных прекращаться после 106 дней. Защита Метеорологическая Спутниковая Программа (DMSP) управляла Специальной Микроволновой печью/Блоком формирования изображений Датчика (SSM/I) с 1987. Этот инструмент подобен SMMR, и его данные анализируются и преобразовываются в концентрации морского льда НАСА и другим

ученые.

Seasat также нес Синтетический Радар Апертуры (SAR), который в состоянии приобретать 25-метровые изображения резолюции Земной поверхности при любых погодных условиях. Эти данные дали ученым НАСА возможность продемонстрировать сильную способность SAR для подробных исследований полярного морского льда, и с тех пор, дополнительная АТИПИЧНАЯ ПНЕВМОНИЯ была начата на других спутниках.

Данные от этих недавних миссий также позволили ученым развить новые способы изучить обширные ледяные листы в Гренландии и Антарктиде. Forinstance, первая карта с высокой разрешающей способностью (приблизительно 25 метров) Антарктиды будет собрана от данных о SAR сентября-октября 1997, полученных канадской миссией RADARSAT, которая была начата в ноябре 1995 НАСА.

Другие спутниковые данные, также используемые в исследовании льда, включают данные от серии Landsat спутников и от радарной альтиметрии. Например, изображения Landsat с высокой разрешающей способностью были преобразованы в фото карты для частей ледяных листов Антарктического и Гренландии. Изображения Landsat также использовались, чтобы измерить ледяные расходы и прогресс и отступление краев ледника. Радарные данные об альтиметрии от Seasat НАСА и Министерства обороны спутники Geosat использовались, чтобы определить и нанести на карту контуры возвышения южной половины ледяного листа Гренландии и небольшой части северной Антарктиды. (Орбиты Seasat и Geosat не позволяли сбор данных в центральных полярных регионах.)

Серия ЭОС спутников будет нести несколько важных инструментов для ледяных исследований, начинающихся в 1999. Особенно интересный Система Высотомера Лазера Геофизических исследований (GLAS), который, как намечают, полетит в 2001, и Продвинутый Радиометр Просмотра Микроволновой печи (AMSR и AMSR-E), который будет управлять, соответственно, на ADEOS II миссиями в 2000 и ЭОС ПОПОЛУДНИ 1 миссия в 2000. AMSR и AMSR-E получат информацию о морском льде с большей пространственной деталью чем более ранние микроволновые радиометры, в то время как GLAS измерит рост или сжатие ледяных листов. GLAS будет в 100 раз более точным чем радарные высотомеры, которые были разработаны для океанских измерений, и будут управляться в орбите, которая достигает очень близко к пролетанию над Южным полюсом. Измерения GLAS ледяного таяния, изменений в снегопаде в полярных регионах, и изменений в ледяном объеме обеспечат критические данные для понимания и предсказания изменения уровня моря в течение следующего столетия. GLAS также будет очень полезен в исследовании отдельных ледяных потоков и шельфовых ледников в Западной Антарктике. Наблюдение этих ледяных потоков и полок особенно важно из-за возможности, что они могли бы стать непостоянными при определенных условиях глобального изменения.