Elevation Changes in Pine Island Glacier, Walgreen Coast, Antarctica, based on GLAS (2003) and ERS-1 (1995) Altimeter Data Analyses and Glaciological Implications

Από RemoteSensing Wiki

   Ο πρώτος δορυφόρος ο οποίος παρήγαγε επιστημονικά χρήσιμα αλτιμετρικά δεδομένα, ηταν ο SEASAT και παρότι ήταν μόνο επιχειρησιακός, τα δεδομένα του ραντάρ του, αποτελούν τα παλαιότερα γεωφυσικά δεδομένα όσον αφορά στην παρατήρηση των πάγων. Αμέσως μετά τον SEASAT, εκτοξεύτηκε ο GEOSAT, διαθέτοντας παρόμοια προσαρμοσμένο αλτίμετρο. Αργότερα, η ESA εκτόξευσε τους δορυφόρους ERS-1 και ERS-2, όπου ο κάθε ένας διαθέτει ένα αλτίμετρο-ραντάρ και ένα SAR. Και οι δύο πετούν σε ηλιοσύγχρονες τροχιές, στα 785χλμ πάνω από τη γήινη επιφάνεια, όπως ακριβώς οι SEASAT και GEOSAT. Ακόμη κάποιοι δορυφόροι που διαθέτουν αλτίμετρα, είναι οι JASON-1, JASON-2 και ENVISAT.
   Ο ICESat δορυφόρος, ο οποίος εκτοξεύτηκε το 2003, διέθετε GLAS, μία νέα γενιά συστήματος αλτιμετρικών παρατηρήσεων της Γης. Τα αλτιμετρικά δεδομένα από δορυφορικά ραντάρ, έχουν χρησιμοποιηθεί ως κύρια πηγή χαρτογράφησης του υψομετρικού αναγλύφου της Ανταρκτικής.
   Όλα τα αλτιμετρικά δεδομένα, επηρεάζονται από τις κλίσεις, την τραχύτητα του εδάφους, τις ατμοσφαιρικές συνθήκες. Σε περιοχές όπου η τροχιά του δορυφόρου διασχίζει ένα λόφο ή γενικότερα, γήινα “εξογκώματα”, το φαινόμενο υψόμετρο είναι πιο χαμηλό από το πραγματικό.
   Χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες γεωστατιστικές μεθόδους, είναι δυνατόν να χαρτογραφηθούν επιφάνειες πάγων από αλτιμετρικά δεδομένα από ραντάρ με ικανοποιητική ακρίβεια για τον εντοπισμό παγετώνων καθώς και για τη μοντελοποίησή τους. Τα DEMs παρέχουν μία βάση παρακολούθησης αλλαγών στο υψομετρικό ανάγλυφο. Στη συγκεκριμένη εργασία, χρησιμοποιείται το DEM που εξήχθη από τα δεδομένα του ραντάρ του ERS-1 ως βάση, προς σύγκριση με τα δεδομένα του συστήματος GLAS.
   Στη συνέχεια, εξηγείται ο ρόλος των παγετώνων στη σταθερότητα ολόκληρων παγετωνικών περιοχών, αναφέροντας συγκεκριμένα τους παγετώνες Pine Island και Thwaites, οι οποίοι έχουν τη δυνατότητα να αποσταθεροποιήσουν την περιοχή διότι έχουν εξαιρετικά μεγάλες ταχύτητες ροής. Ακολούθως αναλύονται οι διαφορετικές προσεγγίσεις επιστημόνων όσον αφορά στους ίδιους παγετώνες και στην εξέλιξή τους, στοιχειοθετώντας με αεροφωτογραφίες και αλτιμετρικά δεδομένα. Οι χάρτες διαφορών που προκύπτουν από τα δεδομένα των ERS-1 και ICESat δορυφόρων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση αλλαγών στις κλιματικές και παγετωνο-δυναμικές διαδικασίες.
   Εν συνεχεία, αναλύεται το σύστημα GLAS του δορυφόρου ICESat ως προς τα όργανα τα οποία διαθέτει, τις μεθόδους μέτρησης και τον τύπο των δεδομένων τα οποία παράγονται, παραθέτοντας ακολούθως αναλυτικά, ενδεικτικές γεωστατιστικές μεθόδους ανάλυσης και επεξεργασίας των εξαγόμενων αλτιμετρικών δεδομένων. Ωστόσο, τα δεδομένα GLAS παρουσιάζουν προβλήματα και σφάλματα στην ακρίβεια και την αξιοπιστία τους, τα οποία σχετίζονται με τις κλίσεις, το υψόμετρο και τις καιρικές συνθήκες. Αλλάζοντας παραμέτρους μεταβολών, προκύπτουν πιο ρεαλιστικά αποτελέσματα στα πρωτογενή δεδομένα και παράλληλα παρουσιάζονται επιπλέον τρόποι επίλυσης αυτών των προβλημάτων.
   Προκειμένου να γίνουν καλύτερα αντιληπτές οι διαφορές χαρτογράφησης μέσω δορυφόρων ERS-1 και ICESat και των μεθόδων μέτρησης και επεξεργασίας που χρησιμοποιούν (radar και GLAS αντίστοιχα), παρατίθεται μία εκτενής συγκριτική περιγραφή των γεωγραφικών, μορφολογικών και παγετωνικών χαρακτηριστικών μεταξύ των δύο μεθόδων για τη συγκεκριμένη περιοχή του Walgreen Coast.
   Βάσει της μελέτης για τον παγετώνα Pine Island, μπορούν να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα για το υψόμετρο, τα κριτήρια καθορισμού του υψομετρικού “μηδέν” από τα ψηφιακά μοντέλα εδάφους αλλά και για τις ισουψείς. Από το χάρτη διαφορών που προέκυψε όπως προαναφέρθηκε, μπορούμε ασφαλώς να μιλήσουμε για τη συμβολή των υψομετρικών μεταβολών στον παγετώνα Pine Island και να εξάγουμε συμπεράσματα για τις διαδικασίες επεξεργασίας των δεδομένων που ακολουθήθηκαν καταλήγωντας στο συμπέρασμα πως αλλαγές στον παγετώνα, προκλήθηκαν τόσο από εξωγενείς παράγοντες και διαδικασίες , όσο και από ενδογενείς.
   Χαρακτηριστικά είναι τα γραφήματα τα οποία δείχνουν τις διαφορές στις παρατηρήσεις και στις ακρίβειες με τις δύο τεχνικές αντίστοιχα και με το σύστημα που διαθέτει ο κάθε δορυφόρος. Το αποτέλεσμα της μελέτης, καταδεικνύει μία δυναμική και εν εξελίξει μείωση του πάχους του παγετώνα η οποία έχει να κάνει με ενδογενείς διαδικασίες, με την πιο πιθανή αιτία, να φαντάζει η συνεχής επιτάχυνση του παγετώνα, ενώ παράλληλα τα δεδομένα GLAS του ICESat, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό αλλαγών στην κρυόσφαιρα καθώς και στην ανάλυσή τους.