校園生活：CryoSat在冰科學(xué)領(lǐng)域達(dá)到了新的高度

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冰在保持地球氣候涼爽中起著至關(guān)重要的作用，但是我們這個(gè)迅速變暖的世界正在付出巨大的代價(jià)，而冰在總體上正在減少。十多年來(lái)，ESA的CryoSat一直在返回有關(guān)我們脆弱的冰原高度如何變化的重要信息。盡管如此，為了獲得更好的洞察力，ESA在過(guò)去的兩周中將CryoSat推向更高的軌道，以使其與NASA的ICESat-2同步，以便科學(xué)家可以從不同空間傳感器的同步測(cè)量中受益。

CryoSat裝有雷達(dá)高度計(jì)，NASA的ICESat-2裝有激光。兩種儀器都通過(guò)發(fā)射信號(hào)并計(jì)時(shí)信號(hào)從冰面彈回并返回人造衛(wèi)星所需的時(shí)間來(lái)測(cè)量冰的高度。了解冰的高度可以使科學(xué)家計(jì)算出冰的厚度。

但是，積雪會(huì)積聚在冰層上，并且會(huì)掩蓋冰層的真實(shí)厚度。

CryoSat的雷達(dá)穿透雪層并緊密反射離開(kāi)下面的冰層，而ICESat-2的激光則反射出雪層的頂部。將衛(wèi)星激光和雷達(dá)的同步讀數(shù)混合在一起，就可以首次直接從太空測(cè)量雪深。

了解上覆雪的深度將提高海冰厚度測(cè)量的準(zhǔn)確性，并提高我們對(duì)具有不同物理屬性的雪和冰表面如何散射來(lái)自?xún)x器的信號(hào)的了解。

ESA的CryoSat任務(wù)經(jīng)理Tommaso Parrinello表示：“讓CryoSat的軌道與NASA的ICESat-2對(duì)準(zhǔn)的想法可以追溯到幾年前。它已經(jīng)進(jìn)行了很多規(guī)劃，并且是一項(xiàng)重大的工作，我們還沒(méi)有做過(guò)之前。

“將CryoSat與ICESat-2對(duì)準(zhǔn)，就像擁有一顆衛(wèi)星和兩臺(tái)儀器一樣?！?/p>

ICESat-2在500公里左右的高度運(yùn)行，而CryoSat曾經(jīng)在720 km的高度運(yùn)行。

兩周前，位于德國(guó)ESA的航天器操作中心的飛行操作員開(kāi)始輕輕發(fā)射CryoSat的推進(jìn)器，將其軌道提升近1公里，使其與ICESat-2保持同步。

ESA的CryoSat航天器運(yùn)營(yíng)經(jīng)理Ignacio Clerigo解釋說(shuō)：“ CryoSat軌道比ICESat-2高得多，也慢得多，因此我們無(wú)法通過(guò)使它們串聯(lián)運(yùn)行來(lái)對(duì)準(zhǔn)它們。相反，我們通過(guò)一系列的嘗試將CryoSat提升了900 m 15次精確定時(shí)的推進(jìn)器燃燒，兩顆衛(wèi)星現(xiàn)在將在CryoSat的第19軌道和ICESat-2的第20軌道重疊。

由于海冰在海洋中漂浮，因此洋流和風(fēng)將其移動(dòng)。在正常情況下，兩顆衛(wèi)星將在相隔數(shù)小時(shí)的同一位置進(jìn)行測(cè)量，因此在其正常軌道路徑下可能是不同的冰。

帕里內(nèi)羅博士繼續(xù)說(shuō)：“通過(guò)提升冰凍衛(wèi)星的軌道，我們發(fā)現(xiàn)了這個(gè)最佳位置，兩顆衛(wèi)星每1.5天大約在同一時(shí)間越過(guò)極地地區(qū)。這幾分鐘的幾乎同時(shí)進(jìn)行的測(cè)量將是研究海冰的關(guān)鍵。 CryoSat將一直留在這顆軌道上，直到任務(wù)結(jié)束為止?！?/p>

歐洲航天局地球觀測(cè)計(jì)劃主任約瑟夫·阿施巴赫(Josef Aschbacher)表示：“讓兩個(gè)機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星都對(duì)準(zhǔn)軌道是我們各組織共同努力為科學(xué)帶來(lái)更大利益的一個(gè)很好的例子。這些巧合的測(cè)量對(duì)于研究我們不斷變化的科學(xué)家將非常重要。世界?！?/p>

海冰在全球氣候中起著重要作用。例如，它通過(guò)將入射的太陽(yáng)光反射回太空，幫助維持地球的能量平衡，同時(shí)幫助保持極地區(qū)域的涼爽。它還通過(guò)在上方的冷空氣和下方的較溫暖的海水之間形成隔熱屏障，使空氣保持涼爽。

這些新信息可以幫助改善氣候模型，尤其是南極洲的氣候模型。當(dāng)計(jì)算北極的海冰功時(shí)，科學(xué)家目前使用的模型來(lái)測(cè)量積雪深度對(duì)北極來(lái)說(shuō)是相當(dāng)不錯(cuò)的，而對(duì)南極而言則不然。

它還可以幫助解決夏季測(cè)量海冰的艱巨任務(wù)。在溫暖的天氣中牙科科普，冰上的融水池塘淹沒(méi)了CryoSat發(fā)出的信號(hào)，但是ICESat-2具有檢測(cè)這些池塘并區(qū)分它們與浮冰間斷點(diǎn)的精度。