见证北极 15 年的变化

经过Adam Voiland(最初由 NASA Earth Observatory 出版)


还记得2000年吗?比尔克林顿是美国总统,费斯希尔和桑塔纳在公告牌音乐排行榜上名列前茅,世界计算机刚刚“幸存”千年虫.也是美国宇航局的那一年地球卫星开始收集地球的图像。

十八年后,这颗带有五个科学传感器的多功能卫星仍在运行。在那段时间里,卫星的中等分辨率成像光谱仪(MODIS) 一直在收集北极以及地球其他地区的日常数据和图像。


如果您知道去哪里寻找并愿意耐心等待文件下载,那么科学家使用的专业网站上总是可以找到这些图像。但是没有让公众浏览这些图像的快捷方式。随着最近添加了完整记录MODIS 数据转化为NASA 的世界观浏览器,自 2000 年以来,随时查看世界上任何地方发生的事情变得更加容易。

假设您想查看您或您的孩子出生当天家乡的天气。只需导航到 Worldview 上的日期,并确保 MODIS 数据层已打开。 (在下图中,您可以看出 Terra MODIS 数据层已打开,因为它是浅灰色的。)

这张 Worldview 屏幕截图显示了 Terra MODIS 收集数据的第一天 - 2000 年 2 月 24 日。第一个 Terra 场景显示了阿根廷西部和智利。图像通过EOSDIS.

我喜欢让所有这些 MODIS 数据触手可及的一件事是,它可以在短短几分钟内看到相对较长时间段的流逝。例如,看看本页顶部的动画,由代尔夫特理工大学冰科学家制作斯特夫·莱尔米特使用世界观。




Lhermitte 调用了 Terra 和 Aqua(也有一个 MODIS 仪器)自 2003 年 4 月以来收集的每一张北极的自然色 MODIS 图像。结果——71,000 个卫星立交桥的产物——是一个非凡的 6 分钟旋转云时间胶囊,阵阵野火烟雾,雪的来来去去,海冰的潮起潮落。

虽然很漂亮,但 Lhermitte 的动画也有令人不安的一面。如果仔细观察,可以看到海冰范围呈下降趋势。看,例如,在2012 年 8 月中旬和 9 月——北极海冰范围的时期创下历史新低340 万平方英里(8.8 平方公里)。在厚厚的云层之间,你会看到许多黑暗的开阔水域。与 2003 年同期相比,最小范围为 620 万平方英里(1600 万平方公里)。科学家归因于海冰损失全球暖化.

美国宇航局地球观测站图表使用来自国家冰雪数据中心的数据。图像通过约书亚史蒂文斯/美国宇航局地球观测站.

Earth Matters 与 Lhermitte 进行了交谈,以了解他制作剪辑的原因以及它的突出之处。 Lhermitte 提到的重要事件的 MODIS 图像穿插在整个采访中。所有的图像都来自美国宇航局地球观测站的档案,该网站是成立于1999年与 Terra 的推出相结合。


是什么促使你创作这个动画?
MODIS 记录在 Worldview 网站上的扩展回任务开始时触发了我制作动画。作为一名遥感科学家,我经常使用 Worldview 将事物置于上下文中(例如,用于研究冰盖和冰川的变化)。此前,Worldview 只有 2010 年之前的数据。

您认为剪辑中最有趣的事件或模式是什么?
我认为视频的优势在于它包含了很多内容,并且可以让您在一个视频中看到所有内容。最让我印象深刻的是:

2011 年 8 月 14 日巴伦支海盛开的 Aqua MODIS 图像。图片来自 Jeff Schmaltz,MODIS 快速反应小组和 NASA GSFC。

+ 巴伦支海的藻华
+ 海冰范围不断缩小。您可以每年和长期看到这一点。
+ 不断变化的积雪范围。每年夏天你都可以看到这一点,尤其是在加拿大和西伯利亚。
+ 加拿大(2004、2005、2009、2014、2017)和俄罗斯(2006、2011、2012、2013、2014、2016)的夏季野火烟雾
+ 2010 年和 2012 年格陵兰冰盖上的反照率降低(亮度降低)与强融化年份有关。
+ 整体向东大气环流
+ Grímsvötn 灰羽(2011 年 5 月 21 日)


你是怎么做的?从技术的角度来看很难吗?
这很简单。我刚刚使用自动脚本从 Worldview 档案中下载了 MODIS quicklook 数据。之后,为了可视化目的,我稍微修改了图像(例如,覆盖国家边界,裁剪到圆形区域)。并在视频中将所有内容拼接在一起。

当你坐下来观看整个视频时,你有什么感觉?
一方面,我对我们星球的美丽和复杂性着迷。另一方面,作为一名科学家,它让我想更好地了解它的过程。该视频展示了许多不同尺度的不同过程,从自然过程(积雪和瓦特纳冰川灰羽的年度变化)到与气候变化相关的变化(例如海冰的长期减少)。

2011 年 5 月 22 日冰岛 Grímsvötn 火山喷发的 Terra MODIS 图像。NASA 图像来自Jeff Schmaltz,MODIS 快速反应小组.

在冬季,海冰的范围会突然发生一些变化。你能解释一下为什么吗?
我使用了标准的反射产品,它显示了反射的阳光。我决定在卫星通过期间(大约当地时间上午 10 点 30 分和下午 1 点 30 分)将所有日期都排除在北极部分没有阳光的地方。如果您编译包括冬季月份在内的完整记录,极夜造成的数据丢失将非常突出,我不希望它分散观众对视频中更细微变化的注意力。

2012 年 6 月 29 日西伯利亚烟雾和火灾的 Terra MODIS 图像。NASA 图像来自Jeff Schmaltz,LANCE MODIS 快速响应.

在您作为科学家的日常工作中,您是否使用 MODIS 图像?出于什么目的?
是的,作为一名极地遥感科学家,我倾向于使用一系列卫星数据集。 MODIS 是一种独特的数据产品,因为它具有全球每日覆盖范围和长期记录。除了我经常使用 MODIS 来监测冰架和出口冰川, 我和我的同事用它来学习雪和冰反照率过程,山区积雪,野火后植被恢复, 和生态系统过程.一个 MODIS 动画南极洲冰川上的冰块实际上使它成为华盛顿邮报最近。

一句话:来自美国宇航局地球观测站的新视频展示了北极 15 年来的变化。