中国向格陵兰捐赠最新格陵兰岛卫星覆盖影像全

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摘要:中国向格陵兰捐赠最新格陵兰岛卫星覆盖影像全图 我国科学家捐赠格陵兰岛卫星影像全图 中国南极科考站地区最新系列卫星影像图发布 NASA瞄准格陵兰 将探测冰川与峡湾间相互作用 本

中国向格陵兰捐赠最新格陵兰岛卫星覆盖影像全图

我国科学家捐赠格陵兰岛卫星影像全图

中国南极科考站地区最新系列卫星影像图发布

NASA瞄准格陵兰 将探测冰川与峡湾间相互作用

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本报讯当地时间8月18日,北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院院长程晓正式向格陵兰首府努克捐赠格陵兰岛卫星影像全图,包括一张1.5米宽、1.8米高的格陵兰大挂图,一本25页2开幅面的格陵兰卫星影像图集和一套数据光盘。

由国家海洋局极地考察办公室监制、北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院研制、最新的中国南极科学考察站地区系列卫星影像图,9月28日在2013年中国极地科学学术年会上正式发布。据北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院副院长程晓教授介绍,此次发布是中国南极中山站和昆仑站的卫星影像图,均采用国际最新的高分辨率卫星遥感图像研制,图像分辨率达到0.5米,最大的出图比例尺达到1:2000。位于南纬69度22分、东经76度22分的中山站,是中国开展多学科考察和通往内陆冰盖的重要科考基地。此前,最新的中山站地区图拍摄于2006年,已不能真实反映中山站的现状。此次发布的中山站地区图拍摄于2012年10月20日,图中不仅可以看到中山站及周边地区的全貌,褐色的是裸露的地表,淡蓝色的是海水,白色的是冰雪;图中还可以看到中山站外海的几座大型冰山。2009年初在南极冰盖最高点建立的昆仑站,是中国首个内陆冰盖考察站。据程晓介绍,昆仑站卫星拍摄有很多技术难点。由于雪面高反射率、高纬的低太阳高度角等原因,卫星拍摄的原始数据存在严重的偏色和偏暗现象,与实际情况差别很大。北京师范大学的研究人员利用卫星拍摄时间计算太阳高度角,结合雪的光谱信息对卫星影像进行了还原,并结合现场照片进行雪反射光谱的进一步还原,最终得到了与实地非常接近的昆仑站及周边区域的高清卫星影像图。据程晓介绍,北京师范大学今后还将继续研制中国南极长城站、北极黄河站等地区最新的卫星影像图。

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此次捐赠的卫星影像图创新性地解决了三大技术难题:一是冰雪与裸露地表反射率反差巨大,使得冰雪过度曝光而陆地过暗;二是不同时间获取的卫星图像色差巨大;三是云遮挡导致的地表信息缺失等。北师大与格陵兰自然资源研究所的专家合作,依托该图进行了全岛主要地名的标注,还将全岛裸露地表地区分为23个子区分别出图,制作了一本高清地图集。因此这幅图不仅能有效支持科学研究,还成为了格陵兰岛最新标准地理底图。

“MV海角竞赛”号 图片来源:Maria Stenzel/UCI

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近年来,全球变暖引起的格陵兰岛冰盖快速退缩使得原先为冰雪覆盖的大面积地区裸露出来,需要对这些区域进行制图和监测,而格陵兰方面由于缺乏高性能计算设备和专业技术人员等原因,无法自主完成全岛制图工作,美欧科学家也无意施以援手。北师大接到请求后,经过一年多的努力,呈现出一幅高质量的格陵兰岛最新覆盖全岛高分辨率卫星影像图。

本报讯 当退役的拖网渔船“MV海角竞赛”号在本周沿着格陵兰岛西海岸出发时,它收获的将是一个科学承诺——改善有关这座被冰原覆盖的岛屿在一个逐渐变暖的世界将面临何种命运的预测。这艘船的巡航标志着一个为期6年的海空项目初始阶段的开端——该项目旨在探索格陵兰冰川与“终结”其的深而窄的峡湾之间的相互作用。

当地时间2016年8月18日下午,格陵兰首府努克的格陵兰自然资源研究所举行简朴而隆重的捐赠仪式,北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院院长程晓教授正式向格陵兰政府代表捐赠格陵兰岛卫星影像全图(2014-2015)成果,包括一张1.5m宽, 1.8m高的格陵兰大挂图、一本25页2开幅面的格陵兰卫星影像图集和一套数据光盘。

格陵兰自然资源研究所所长Klaus NYGAARD表示,这幅格陵兰全图凝聚了中国科学家的智慧和双方合作的成果,对该所服务格陵兰地图数据库建设的工作提供了强有力的支撑。格陵兰政府测量局主任Bo NAAMANSEN说,该局主要负责全岛测绘,但没有能力完成这项工作,期待进一步与中国科学家合作,得到中国在卫星遥感技术上的支持。

这项由美国宇航局发起的名为“海洋融化格陵兰”的项目斥资3000万美元,它将帮助科学家预测格陵兰冰盖的未来,后者拥有足够将海平面抬升约6米的水量,并且作为对逐渐升高的气温的响应,格陵兰冰盖似乎已经加快了融化的速度。然而科学家还不清楚海洋会对沿着岛屿边缘的冰盖融化产生多大的影响,这主要取决于一些对其认识还很有限的变量,例如温度、海水与冰川之间的相互作用。

中国国家科技与技术部社会发展司陈传宏司长、资源与环境处黄圣彪处长、上海农科院国家设施农业工程技术研究中心周强主任,格陵兰政府教育、文化、研究与宗教部教育与研究司司长Steen Lund,格陵兰自然资源研究所所长Klaus NYGAARD以及格陵兰政府测量局主任Bo NAAMANSEN等出席仪式。此次捐赠的格陵兰岛最新覆盖全岛高分辨率卫星影像图,由北师大全球变化与地球系统科学研究院历时一年半完成。该影像图创新性地解决了三大技术难题:1)冰雪与裸露地表反射率反差巨大,使得冰雪过度曝光而陆地过暗;2)不同时间获取的卫星图像色差巨大;3)云遮挡导致的地表信息缺失等。北师大研究团队提出了适合本工程的分段聚类拉伸和最大信息熵自动去云算法,最大化地利用了美国陆地卫星8号数据2014-2015两年的卫星数据,成功绘制了格陵兰岛全岛卫星图像(2014-2015)。

《中国科学报》 (2016-08-23 第4版 综合)

OMG项目负责人、加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室海洋学家Joshua Willis表示:“它应该是对于我们模拟这里的冰损失的知识与能力的一个强有力约束。”

在此基础上,北师大与格陵兰自然资源研究所和地名委员会的专家密切合作,依托该图进行了全岛主要地名的标注,还将全岛裸露地表地区分为23个子区分别出图,制作了一本高清地图集。因此这幅图不仅能有效支持科学研究,而且还成为了格陵兰岛最新标准地理底图。 这项工作最早起源于北师大全球院绘制格陵兰岛最新冰盖图像的研究工作。2015年6月,在格陵兰召开的2015气候日会议上展示了初步成果,受到格陵兰政府研究机构自然资源研究所和测量局的高度关注。格陵兰方面向北师大研究者们请求共享该图像,因为他们当时手里所拥有的全岛卫星图像已是15年以前的了。近年来全球变暖引起的格陵兰岛冰盖快速退缩使得原先为冰雪覆盖的大面积地区裸露出来,需要对这些区域进行制图和监测,而格陵兰方面由于缺乏高性能计算设备和专业技术人员等原因,无法自主完成全岛制图工作,美欧科学家也无意施以援手。

新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室冰建模人员William Lipscomb指出,当谈到模拟冰川动力学,现有的全球气候模型往往只考虑冰与大气的相互作用。他正在尝试在美国能源部开发的一个气候模型中加入南极洲的冰与海洋的相互作用。然而在格陵兰岛,杂乱曲折的海岸线让实现这一想法变得更为复杂。

北师大全球院接到请求后,决定在前期以冰盖变化监测科研得到图件的基础上开展进一步工作,集中攻关,经过一年多的努力,呈现出一幅高质量的格陵兰岛最新覆盖全岛高分辨率卫星影像图。

能源部打算在两年的时间里为加利福尼亚州蒙特利市海军研究生院的研究人员提供466000美元,用于构建一个精细模型,从而将格陵兰冰盖与岛屿周围的海洋联系起来。OMG的数据将有助于验证该模型。该项目主管Frank Giraldo这样表示。

格陵兰政府科技部门负责人Steen Lund表示,这是中国科学家送给格陵兰人民的一件大礼,他将把这幅大图悬挂在格陵兰政府大楼里面,希望中国与格陵兰开展更深层次合作。格陵兰自然资源研究所所长Klaus NYGAARD表示,这幅格陵兰全图凝聚了中国科学家的智慧和双方合作的成果,对该所服务格陵兰地图数据库建设的工作提供了强有力的支撑。格陵兰政府测量局主任Bo NAAMANSEN说,该局主要负责全岛测绘,但没有能力完成这项工作,期待进一步与中国科学家合作,得到中国在卫星遥感技术上的支持。科技部社发司陈传宏司长表示,这是我国科学家为格陵兰人民做的一件重要科研成果,科技部将努力推动中国与格陵兰方面的科技合作,建立联合实验室,在气候变化科研、海洋开发以及提升格陵兰人民福祉等方面做出新贡献。

参与OMG项目的加利福尼亚大学欧文分校冰川学家Eric Rignot强调了这些详细数据的重要性。利用来自西格陵兰的声呐数据,Rignot的研究团队发现现有地图将3个峡湾的深度低估了几百米。研究人员还发现,冰川运动在这3个峡湾比之前预想得延展得更深,远到足以越过地表淡水到达来自大西洋的一个温暖的含盐层流。科学家认为,该层流能够加速冰川融化进而为海平面抬升产生更大影响。

Rignot说:“有了OMG,我们将能够揭示这些峡湾深处的情况。”

该项目还将提供有关冰川物理特征的有价值的信息。去年12月,纽约州布法罗大学地球物理学家Beata Csatho及其同事报告说,他们使用表面高度数据估算了1993年至2012年间格陵兰冰川损失的冰量。Csatho表示,这些数据在格陵兰岛内部是相当准确的,但沿着其边缘的测量则非常困难——这里的冰往往更暖、更厚且到处是缝隙。她说:“搞清这些冰川的质量仍然是一个挑战。”

然而当OMG的空中测量阶段在明年开始后,飞机将从海岸飞往内陆,测量引力牵引的微弱变化,以便绘制水与冰下方的低分辨率地形图。飞机还将对峡湾及沿海水域的温度及盐度进行探测,在5年的时间里用雷达跟踪沿岸大规模的冰川消失情况。根据新的地形学及海洋学数据分析冰损失将帮助研究人员确定更深的盐水在哪里以及何种程度影响冰川。

Lipscomb表示,所有这些OMG数据将有助于建模人员在其模型中整合海—冰的相互作用。他说,这一项目还仅处于其早期阶段,“但它所获得的数据恰恰是我们最需要的”。

格陵兰岛位于北美洲的东北部,在北冰洋和大西洋之间,全岛面积为216.6万平方千米,海岸线全长3.5万多千米,是世界上最大的岛屿,比西欧加上中欧的面积总和还要大一些,因此也有人称之为格陵兰次大陆。格陵兰岛既是地球上最大的岛屿,也是大部分面积被冰雪覆盖的岛屿。格陵兰岛的大陆冰川的面积达181.3万平方千米,其冰层平均厚度达到2300米,与南极大陆冰盖的平均厚度差不多。格陵兰岛所含有的冰雪总量为300万立方千米,占全球淡水总量的5.4%。

《中国科学报》 (2015-07-30 第2版 国际)

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