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文化

#Topic:NASA 发射新卫星,监测海平面上升作为气候预警

陈莉雅2018-11-08 12:51:59

新卫星将对地球极冰的变化,带来前所未有的精准描绘

今年九月,当四级飓风“佛罗伦斯”准备在美国东岸的卡罗莱纳海岸登陆时,距离最近的北卡罗纳州、南卡罗莱纳州与维吉尼亚州严阵以待。

这里居民很早就从不同的气象报导当中,听到关于此飓风会带来的问题——三十年最强、强烈飓风、威胁生命、大规模撤离——但真正来临时依然超出预期。

佛罗伦斯飓风造成不少灾害,像是北卡罗莱纳州的威尔明顿市淹水,成了整个州里的孤岛。州长罗伊·库珀(Roy Cooper)于 9 月 17 日的记者会上说:“灾难性的洪水和龙卷风正在夺走我们整个州的财产及民众性命。对于北卡罗来纳州的许多地区来说,佛罗伦斯带来的危险仍迫在眉睫。” 此外,这个飓风夺走了超过 30 条人命。 

然而,这次的灾害纯然是由风雨带来的吗?一些迹象显示人们应该多关注海平面上升的问题。以佛罗伦斯飓风为例,由于海平面上升,导致不少河口出现了近 20 英尺高的风暴潮(storm surges )

过去 20 年当中,海平面每年都上升 3 毫米,造成不少沿海出现洪水暴涨。但未来几十年,海平面会持续上升吗?

美国国家航空航天管理局(NASA)正想尽办法解答这个疑问。

就在佛罗伦斯飓风袭击卡罗莱纳海岸的同时,NASA 在加州范登堡空军基地发射了一个名为 “ICESat-2” 的卫星到外太空,打算利用激光装置(高级地形测量激光高度系统,ATLAS)更准确测量出冰融化的确切位置和速度的数据。

“ICESat-2” 运作状态模拟 

“ICESat-2” 的全名是 “冰、云和陆地高程 2 号卫星“,花费数 10 年时间设计、制造,耗资十亿美元。

当“ICESat-2”上升到距离地球约 499 千米的位置,ATLAS 会使用六个绿色激光束扫描整个地球表面,借此测量冰川、海冰和冰河的高度。他们相信,有了这些数据,NASA 的科学家们可以更准确掌握气候变化所带来的影响。

卫星会从北极走到南极,同时测量森林与其他地面的高度。

两极确实是寻找答案的好地方,毕竟格陵兰岛与南极洲的冰层融化是海平面上升的一个重要原因。

格陵兰岛有足够的冰可以让海平面上升 21 英尺,而北极冰层的减少则会导致墨西哥湾流停止,使北欧和斯堪的纳维亚陷入深深的冰冻状态——以上是 2004 年科幻电影《后天》中所描绘的场景。

“没有像电影里那么戏剧化。” NASA 里研究极冰的物理学家托尔斯滕·马库斯(Thorsten Markus,)解释 “ 但这的确是基本的道理,一旦原本的循环停滞,就会带来剧烈的改变。”

今年十月,《新闻周刊》采访了托尔斯滕·马库斯,他是负责 “ICESat-2” 项目的科学家之一,谈谈现在极冰的情况与新卫星将带来什么改变。

托尔斯滕·马库斯表示 “ICESat-2” 最主要的目标就是持续监测海洋上的浮冰,以及格陵兰岛与南极洲冰盖的高度。大量的数据是准测预测的前提。

此前,也有一号卫星 “ICESat” 进行监测,但效果没有二号好,主要差异在于激光发射激光脉冲的次数。前者每秒发射 40 个激光脉冲,后者每秒发射 10000 个激光脉冲,每 0.7 米的距离就能绘制一幅地球冰层的激光景观。“这是非常非常高密度的数据,我们获得令人难以置信的高解析度。”托尔斯滕·马库斯说。

丰富的数据让托尔斯滕·马库斯发现了南北极的实时变化。

托尔斯滕·马库斯将覆盖在南极洲与格陵岛的冰盖(ICee Sheets)形容为“野兽”。南极冰盖是地球上面积最大的冰盖,覆盖面积超过 1400万 km²,包括 3000 万 km³ 的冰。

“几十年下来,冰盖持续往下游缓慢移动,最终碎裂成冰山。如果一切稳定的话,降雪量将等同于融冰量。”托尔斯滕·马库斯补充说道,“现在冰盖一点都不稳定。光是格陵兰岛每年就多损失了 250 亿吨的冰。这给像佛罗里达州的沿海带来了麻烦。”

托尔斯滕·马库斯强调,海上融冰的本身对海平面不会有太大的影响,因为本来就在海中,但改变气候与天气模式的力道远远超过两极,“海冰是白色的,意味着它会反射太阳,当他融化之后,黑暗的海洋就会吸收更多阳光的能量,导致全球温度提高,接着再使得冰盖、冰川融化。无论在极地发生了什么事,都紧紧攸关我们的城市,以及我们的 GDP。”

目前“ICESat-2”正持续在外太空运行,监测极冰与地球表面的各种变化。

实际上,NASA 对极地的监测几乎没有停过,“ICESat”于 2009 年结束任务两年之后,NASA 随即发表“冰桥行动”(OperationIce Bridge)——一个为期六年,有史以来调查地球极冰的最大飞行任务,研究人员往返北极和南极地区,飞行特别装备的 P-3B 和 DC-8 飞机。

冰桥行动

冰桥计划的副执行长查理斯‧维伯(Charles Webb)表示:“加拿大的冰帽明显比格陵兰和南极的冰川小得多,但对于未来几十年的海平面变迁仍会带来关键性的重要影响。”

至于“ICESat-2”可以带来哪些更多的发现,NASA 说这次 ATLAS 的改进使得他们可以更深入过往难以到达的区域“我们不知道正在如何变化的地区,比如南极洲深处和一些沿海地区”。

除了美国,欧洲的卫星目前也在地球的轨道上进行测试,加入监测地球的行列。


题图与内文图片皆来自 NASA

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