西北地区的野火

西北地区的野火

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On August 8, 2023, the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer on NASA’s Aqua satellite captured this image of dense plumes of smoke streaming from dozens of large fires in the Northwest Territories. Several of these fires raged around Yellowknife, the province’s capital and largest city, where firefighters are conducting controlled burns around the city’s perimeter as a cautionary measure. These fires follow major outbreaks of fire in Alberta, British Columbia, Nova Scotia, and Quebec, in May, June, and July. Image Credit: NASA/Michala Garrison 2023年8月8日，NASA水卫星上的中分辨率成像光谱仪捕捉到了这张西北地区几十场大火产生的浓烟的图像。其中几起大火在该省首府和最大城市耶洛奈夫附近肆虐，消防队员正在城市周边进行可控的焚烧，以此作为警戒措施。这些火灾发生在五月、六月和七月阿尔伯塔省、不列颠哥伦比亚省、新斯科舍省和魁北克省的大火灾之后。 影像来源：NASA/Michala Garrison

2021年度灾难：回顾

2021年度灾难：回顾

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In 2021, Hurricane Ida left over 1 million people without power, tornadoes tore across the American Midwest, volcanoes forced people to evacuate their homes, wildfires covered the American West and unusual flooding wreaked havoc on Central Europe. 2021年，飓风艾达导致100多万人断电，龙卷风席卷美国中西部，火山爆发迫使人们撤离家园，野火覆盖美国西部，罕见的洪水对中欧造成严重破坏。 Some characteristics of natural hazards, such as hurricanes, floods and wildfires, have been historically predictable and have informed disaster preparation. However, with human emissions of greenhouse gases increasing Earth’s temperature, we’re seeing changes in those characteristics: wildfire and drought seasons are lengthening, hurricanes and rainfall are becoming more intense, and coastal flooding is increasing. 自然灾害的一些特征，如飓风、洪水和野火，在历史上是可以预测，并为备灾提供了信息。然而，随着人类排放的温室气体使地球温度升高，我们正在看到这些特征的变化：野火和干旱季节正在延长，飓风和降雨变得更加强烈，沿海洪水也正在增加。 By sponsoring application science and fostering domestic and international partnerships, the NASA Disasters program seeks to use its Earth observation data to enable disaster-resilient communities in a changing climate. 通过资助应用科学和培育国内和国际伙伴关系，NASA灾难项目寻求利用其地球观测数据，使社区能够在不断变化的气候中抵御灾害。 For details…

NASA卫星显示云层如何应对北极海冰的变化

NASA卫星显示云层如何应对北极海冰的变化

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在预测北极地区未来将继续变暖的程度和速度方面，云层是最大的不确定因素之一。根据一年中的不同时间以及它们形成和存在的不断变化的环境，云既可以起到保温的作用，也可以冷却它们下面的海面。 几十年来，科学家们一直认为，北极海冰覆盖面积的减少使得更多的云在海洋表面附近形成。现在，NASA的一项新研究表明，暴露的海洋通过海冰上一个被称为“冰间湖（polynya）”的大洞释放热量和水分，促进了更多云的形成，这些云捕获了大气中的热量，阻碍了新海冰的再冻结。 这一发现来自于一项对位于格陵兰岛和加拿大之间的巴芬湾北部被称为北方水域冰间湖的研究。该研究是最早利用卫星上的主动传感器探测冰间湖与云之间相互作用的研究之一，科学家们可以利用卫星上的主动传感器分析大气中低层和高层的垂直云层。 领导这项研究的美国宇航局汉普顿兰利研究中心的大气科学家艾米丽·门罗（Emily Monroe）解释说，这种方法使科学家们可以更准确地发现在冰间湖和周围海冰上的海洋表面附近云层的形成过程。 2016年4月19日，在冰桥行动飞行期间看到的北方水域冰间湖和相邻海冰的一部分。从海洋中蒸发的水分可以凝结成小云。 图片来源：NASA/Jeremy Harbeck “我们不再依赖模型输出和气象再分析来验证我们的假设，而是能够从冰间湖附近地区获取近乎瞬时的卫星扫描数据。”门罗说。“由于每次扫描都是在大约10秒的时间范围内收集的，这是更可能冰间湖和附近的海冰更有可能经历相同的大规模天气条件，所以我们可以更准确地分辨出从冰面到水面的变化对上覆云层的影响。” 一个简化的可视化图显示了在被称为冰间湖的海冰包围的大洞打开之前、期间和之后的云层响应。可以看到海冰的隔热效果，因为冰间湖的开口促进了热量（红色）和水分（黄色）的交换。冰洞上的云（紫色）散发的热量有助于保持冰间湖冰冻的开放，并在新的海冰关闭冰洞后仍保持开发。 图片来源：NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab/Jenny McElligott 位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的海冰科学家莱内特·博伊斯维特（Linette Boisvert）参与了这项研究，他解释说，海冰的作用就像一锅沸水的盖子。当盖子被打开时，热量和蒸汽逸入到空气中。 “我们从海洋中吸收了更多的热量和水分，进入大气层，因为海冰就像一个盖子或相对温暖的海洋表面和上面寒冷干燥的大气之间的屏障。”博伊斯维特说。“大气变暖和变湿减缓了海冰的垂直增长，这意味着它不会那么厚，所以在夏季更容易融化。” 与北极和南极的其他冰间湖一样，当特定的风向持续方向吹并在冰层上撕破洞时，就会形成北方水域冰间湖。这些风型只存在于冬季，湖口反复打开和关闭，交替暴露和隔离海洋。 这些新见解出现之际，正值北极海冰面积在2021年较暖的几个月逐渐减少后，似乎已达到年度最小范围。它们强调了海冰是如何影响一个在调节全球变暖、海平面上升以及人类造成的气候变化的其他影响方面发挥着不可或缺作用的地区。 海冰不会直接导致全球海平面上升。就像饮料中的冰块一样，融化的海冰并不会直接增加海洋中的水容量。然而，北极海冰范围的缩小可能会使相对温暖的海水暴露在该地区的沿海冰盖和冰川中，导致更多的融化，使淡水流入海洋，并导致海平面上升。 在2019年4月3日的冰桥行动飞行中看到的北方水域冰间湖的西部边缘。冰间湖是一大片暴露在大量海冰覆盖区域内的海洋，在较冷的月份开放四到五次。北方水域冰间湖的范围每年都不同，但可以大到覆盖美国整个州的面积，例如弗吉尼亚州。 图片来源：NASA/Jeremy Harbeck 新的研究显示，在冰间湖上空低层的云比在被海冰覆盖的邻近地区的云排放出更多的能量或热量。这些低层的云也含有更多的液态水——比附近海冰上的云高出近4倍。在研究期间，冰间湖每次重新结冰后，云层下增加的云量和热量在持续了大约一周。 “仅仅因为海冰重新形成和冰间湖关闭，这并不意味着情况会立即恢复正常，”博伊斯维特说。 “即使水分来源基本上消失了，这种额外的云层和增加的云对地表辐射效应的影响在冰间湖冻结后仍会持续一段时间。” 参与这项研究的NASA兰利分部的气候科学家帕特里克·泰勒（Patrick Taylor）说，这些发现还表明，云团对冰间湖的反应延长了冰间湖保持开放的时间。 “它们可以形成更厚的覆盖层，并增加向地表散发的热量。”泰勒说。“释放出的热量有助于使北方水域冰间湖的表面保持温暖，并有助于延长事件本身。” 大规模的气象过程常常使北极变暖的研究变得困难。然而，在同一区域的海冰上重复的开口创造了一个天然实验室来研究云之间的反馈以及海冰和冰间湖之间的交替。 “我们可以比较海冰和开阔水域区域，以及足够接近这两种表面类型的云层，这样我们就不必担心大气条件的巨大变化会混淆以前的研究，”泰勒说。 “如果在几天内海冰消失的冰湖事件没有云层的响应，你就不会期望其他任何地方有响应。冰间湖的开放是一个非常强烈的、明显的强迫因素。” 该团队计划将他们的研究提升到一个新的水平，并测试是否可以在海冰和公海相遇的其他地区观察到类似的云层效应。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/esnt/2021/nasa-satellites-show-how-clouds-respond-to-arctic-sea-ice-change

冰川在运动:卫星拍摄到了冰川数十年的变化

冰川在运动:卫星拍摄到了冰川数十年的变化

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从太空中拍摄到的地球冰川和冰原的新延时视频——有些已有近50年历史——为科学家提供了了解地球冰冻区域变化的新视角。 从太空中拍摄的地球冰川和冰原的新延时视频跨越了近50年，为科学家们提供了了解地球冰冻区域变化的新视角。 来源：NASA / Matt Radcliff 在12月9日于旧金山举行的美国地球物理联合会年会上的一次新闻发布会上，科学家使用来自包括NASA-U.S. 地球资源探测卫星(Landsat)任务在内的卫星数据发布了阿拉斯加，格陵兰和南极洲的新时间序列图像。一系列的图片说明了阿拉斯加冰川的巨大变化，并可能警告未来哈伯德冰川的消退。在格陵兰岛，不同的卫星记录显示，从2000年开始，冰川消退速度加快，而在过去十年里，融水湖向更高的海拔蔓延，这可能会加速冰的流动。在南极的冰架上，从太空中可以看到隐藏在冬季积雪下的湖泊。 阿拉斯加费尔班克斯大学(the University of Alaska Fairbanks)的冰川学家Mark Fahnestock利用从1972年到2019年的地球资源卫星拍摄的图像，将阿拉斯加和育空地区所有冰川的6秒延时图像都拼接在一起。 “现在，我们已有如此漫长而详尽的记录，使我们能够了解阿拉斯加发生了什么。”Fahnestock说，“当您播放这些影片时，您会感觉到这些系统的动态性以及冰流的不稳定程度。” 在2019年6月的地球资源卫星图片中，格陵兰岛的彼得曼冰川表面形成了融水湖。一项新的研究发现，格陵兰岛融水湖的数量正在增加，融水湖的海拔也在增高。 影像来源：NASA / USGS 他说，这些视频清楚地说明了气候变暖对阿拉斯加冰川的影响，并强调了不同冰川如何以不同的方式做出反应。一些迹象表明，潮涌会暂停几年，或者在曾经结冰的地方形成湖泊，甚至是山体滑坡的碎片流入大海。其他冰川显示出的模式为科学家们提供了冰川变化的线索。 例如，当1972年发射第一颗陆地卫星时，哥伦比亚冰川相对稳定。但从20世纪80年代中期开始，冰川前缘开始迅速消退，到2019年，上游距离冰川12.4英里(20公里)。相比之下，哈伯德冰川在过去48年里已经前进了3英里(5公里)。但是Fahnestock的延时拍摄以一张2019年的图片结束，图片显示冰川上有一个大的凹陷，那里的冰已经断裂。 他说:“这是近50年来哈伯德冰川首次出现崩裂的迹象，它一直在打破历史记录。”他表示，如果这种冰穴在未来几年持续存在，这可能是哈伯德面临变化的一个迹象。“卫星图像还显示，在哥伦比亚冰川消退之前的10年里，就存在这种冰穴。” 陆地资源卫星提供了最长的连续的地球空间记录。美国地质调查局对旧的陆地资源卫星图像进行了重新处理，使Fahnestock能够挑选出每条冰川在夏天最清晰的陆地资源卫星图像。利用谷歌地球引擎的软件和计算能力，他创作了一系列延时视频。 科学家们也在利用长期的卫星记录来观察格陵兰冰川。俄亥俄州立大学的Michalea King分析了1985年Landsat任务的数据，研究了超过200个格陵兰岛的大型出口冰川。她研究了冰川前缘退缩了多远，冰川流动的速度有多快，以及在这段时间里冰川消失了多少。 她发现，从1985年到2018年，格陵兰岛的冰川平均消退了约3英里(5公里)，但消退最快的时期是2000年至2005年。当她观察流入海洋的冰川数量时，她发现在有记录的前15年里，冰川数量相对稳定，但在2000年左右开始增加。 “与过去相比，这些冰川正在向海洋崩解更多的冰，”King说。“在1985年至今的记录中，冰川退缩和冰川质量损失的增加之间有着非常明显的关系。英国利物浦大学的James Lea利用卫星数据研究了格陵兰岛冰川和冰原顶部的冰融化情况，从而形成了融水湖。 Lea说，这些融水湖直径可达3英里(5公里)，在几小时内就能从冰中流过，这可能会影响冰的流动速度。Lea利用谷歌地球引擎的计算能力，利用Terra卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)，分析了格陵兰冰原在过去20年里每个融化季节每天的图像——总共超过18000张图像。 “我们研究了冰原上每年有多少个湖泊，发现在过去20年里湖泊数量呈上升趋势:增加了27%。”Lea说。“我们也在越来越多的高海拔地区发现湖泊，我们原本期望到2050年或2060年前才会在这些地区看到湖泊。” 他说，当这些高海拔的融水湖冲过冰盖并排干水过程中，可能会导致冰盖加速融化，使冰层变薄，加速其消亡。 研究极地特征并不总是需要几十年的数据——有时只需要一两年就能提供见解。南极冰盖表面正在融化，但在地表以下几米的地方也有湖泊，它们被层层积雪隔绝。为了弄清这些地下湖泊的位置，科罗拉多大学博尔德分校( the University of Colorado, Boulder)的Devon Dunmire使用了欧洲航天局Sentinel-1卫星的微波雷达图像。水和冰对于微波辐射基本上是看不见的，但是液态水强烈地吸收它。 Dunmire在AGU会议上提出的新研究发现，南极半岛附近的乔治六世和威尔金斯冰架上散布着湖泊，甚至有一些在整个冬季都保持液态。 她说，这些隐藏的湖泊可能比科学家们想象的更常见。她指出，她正在继续在整个大陆的冰架上寻找类似的特征。 “关于这些地下湖泊的分布和数量，我们所知不多，但这些水似乎普遍存在于南极半岛附近的冰架上，”Dunmire说，“这是需要了解的一个重要组成部分，因为已经证明融水会破坏冰架的稳定性。” 有关地球资源卫星和即将到来的地球资源卫星9号任务的更多信息，请访问：https://nasa.gov/landsat 或 https://usgs.gov/landsat