本月,位于南加州的NASA喷气推进实验室的工程师们正在测试一种航天器传感器,它将帮助测量北极海冰消失的速度。而尽管该仪器还要一年才能发射,科学家们已经在最近一次加拿大荒野的实地考察中开始为其使用做准备。

研究人员在四月花了两周时间飞越北冰洋,常常在一架二战时期的飞机上,从1500英尺(457米)的高度观看日出。飞机上搭载了各种用于测量海冰和积雪厚度的尖端传感器,包括一个正在JPL测试的微波辐射计的替代品。测量海冰厚度很棘手,需要一系列精确数据,包括海冰高出水面的高度、冰上积雪的深度以及表面的微波辐射。

飞行时间与卫星过境时间同步,以便对同一特征进行协同观测。结合机载和卫星数据将提高科学家测量海冰的能力,并了解北极气候条件的变化。

近几十年来,北极海冰的范围和厚度发生了变化。改进对这些变化的测量有助于科学家更好地理解北极系统,同时支持导航、天气和海洋研究以及未来的卫星观测。随着北极航运活动的增加,该地区在战略和经济上也变得越来越重要。

据担任实地考察科学负责人的JPL的Sahra Kacimi称,北极持续变暖可能影响公共安全和经济利益。

Kacimi多年来一直利用卫星数据研究海冰,但从太空中俯视的视角与从飞机窗户向外看截然不同。

海冰的多样性令人眼花缭乱,形成了超现实的景观。冰可以附着在陆地上,也可以在海洋中漂流;可以是粗糙的,也可以是光滑的。在风和洋流的驱动下,冰不断移动、破裂和变形。裂缝可以打开成大片裸露的海洋,浮冰之间的碰撞可以将冰屑推成绵延数英里的巨大冰脊。

一些海冰只持续一个季节,而较厚的冰可以存活数年(尽管多年海冰在北极许多地区正变得越来越少见)。整个生态系统都受到这些变化的影响,直到科学家在整个旅程中看到的北极狐和野兔。

改进海冰厚度的估算有助于科学家更好地了解该地区的变化,并支持对北极环境的长期观测。NASA团队在为期两周的考察中在空中飞行了约50小时,先在因纽维克镇附近对漂流冰进行了飞行,然后研究了固定在另一个地点——一个叫剑桥湾的小村庄——岸边的冰。

在因纽维克部分的考察中,团队与地表水和海洋地形(SWOT)任务进行了协调,该卫星由NASA和法国航天局CNES联合开发,JPL领导该任务的美国部分。尽管SWOT旨在绘制全球海洋和淡水的高度,但它也可以测量海冰在水线以上的部分。

在剑桥湾,NASA团队加入了来自ESA、德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所和加拿大卡尔加里大学的研究人员。在这部分考察中,协调飞行的飞机飞越了一个野外营地,并沿着NASA的冰、云和陆地高程卫星-2(ICESat-2)和ESA的CryoSat-2等卫星任务的轨道飞行。

为了改进海冰厚度估算,ESA正在与NASA合作开发一项新的极地任务,称为哥白尼极地冰雪地形高度计(CRISTAL)。在四月的机载考察中,科学