En illustration av Sentinel-3 Credit:European Space Agency
Ett nyligen lanserat satellituppdrag har fångat precisionsdata om höjden av det antarktiska inlandsisen, vilket har visat sig vara ett värdefullt tillägg till övervakningsinsatser i regionen, enligt arbete publicerat denna vecka i Kryosfären .
Från sin bana 815 km över jorden, Sentinel-3-satelliten kunde upptäcka höjden på isytan inom tiotals centimeter, Det visade tester som utfördes vid den avlägsna Vostoksjön i östra Antarktis.
Studien, ledd av forskare från det nya gemensamma Lancaster University-CEH Center of Excellence in Environmental Data Science (CEEDS), tillsammans med European Space Agency (ESA) och industripartners, visar potentialen hos Sentinel-3 – ett av EU:s Copernicus-satellituppdrag – att bidra till långsiktiga inlandsövervakningsprogram.
Forskarna fann också att Sentinel-3 kunde upptäcka områden där isytan snabbt sjönk, därigenom etablerar satellitens referenser som en ny plattform som kan hjälpa till att övervaka Antarktis bidrag till havsnivåhöjningen.
Att bestämma hur väl Sentinel-3 fungerar över inlandsisar är särskilt viktigt med tanke på att CryoSat-2, ESA:s dedikerade polaruppdrag, är redan i drift långt över sin planerade livslängd.
CryoSat-2 designades för att flyga i en unik omloppsbana, för att maximera täckningen av inlandsisens kustområden, och att kartlägga regionerna nära nord- och sydpolen som var utom räckhåll för tidigare satelliter.
Isberg utanför den antarktiska halvön Kredit:Dr Malcolm McMillan
Även om Sentinel-3 – som måste balansera många applikationer – inte kan matcha denna täckning, den har fortfarande potential som en värdefull långsiktig övervakningsplattform i decennier framöver.
Dr Mal McMillan, huvudförfattare och medregissör för CEEDS, sa:"Även om Sentinel-3-höjdmätaren främst var designad för att övervaka haven, vi ville testa hur bra det fungerar över is, och för att se om den kan upptäcka tecken på glaciologisk förändring. Genom det stöd som erbjuds av ESA:s element Scientific Exploitation of Operational Missions, vi har kunnat studera utförandet av Sentinel-3-uppdraget i flera år nu, och vi är glada över att kunna publicera dessa resultat."
Han tillade:"Från vad vi kan se här, med bara två års data, Sentinel-3 kommer att bli ett mycket användbart verktyg för att kartlägga Antarktis istäcke."
Sentinel-3 använder en radarteknik som kallas Delay-Doppler altimetri för att göra högupplösta mätningar av inlandsisens höjd.
Där isen är relativt platt, Sentinel-3 kunde kartlägga sin höjd inom 10 cm från mätningar som tagits av flygplan, som en del av NASA:s Operation Icebridge-kampanj.
Karta skapad med copernicus-data/innehåller modifierad Sentinel-3-data (2018) Kredit:The Center for Polar Observation and Modeling
Dr. McMillan förklarade:"Denna nivå av noggrannhet betyder att vi också kan använda Sentinel-3 för att spåra viktiga egenskaper på isytan, som avtrycket av aktiva subglaciala sjöar som dränerar och fyller på under flera kilometer is."
Att använda radarsatelliter som Sentinel-3 över is har ändå sina utmaningar. Till exempel, mätningar över Antarktis brantare, klippiga kustområden var mindre exakta på grund av hur det grova landskapet påverkar radarsignalen.
Framtida forskning om Sentinel-3:s prestanda, samt ytterligare förbättringar av databehandling, kommer att hjälpa till att ta hänsyn till dessa effekter. Sålänge, Sentinel-3 har redan visat sitt värde som ett nytt verktyg för att upptäcka inlandsbyten.
Medförfattaren Jérôme Benveniste från European Space Agency sammanfattade:"Vi är glada över det tidiga löftet som Sentinel-3 visade för istäcksövervakning, och är allt mer övertygade om att det kommer att vara en långsiktig tillgång för klimatvetenskapen."
