
从太空看南极,标准景象是单调的:白色冰原、蓝色天空、偶尔有棕色岩石露出。然而,地表只讲述了故事的一部分。积雪之下,移动的冰层承载着光学相机无法探测的应力,裂缝、内部层理和流动模式,这些特征包含着关于南极冰川如何响应气候变暖的线索。
美国国家航空航天局(NASA)与印度空间研究组织(ISRO)的一项新联合任务如今使这些隐藏结构变得可见。NISAR是有史以来发射的最具技术雄心的地球雷达卫星,本周发布了首批南极冰层详细图像,其画面与传统相机拍摄的结果截然不同。
裂缝雕琢的蜂鸟
最受关注的图像显示了”扎捷尔亚夫希沙冰原岛峰”,东极一座从流动冰流中突起的山峰。在假彩色雷达图像中,光滑的冰层呈洋红色,破碎的冰层呈绿色。环绕冰原岛峰,深邃的裂缝向外辐射,NASA科学家将其形容为一只飞行中的蜂鸟。
这一效果由冰层与不同偏振雷达波的相互作用产生。NISAR发射水平偏振信号,并同时接收水平和垂直模式下的回波。光滑规则表面反射水平信号;粗糙或破碎表面将信号散射至垂直通道。当两种信号强度相当时,图像呈现白色。
实际上,这意味着雷达能够穿透令光学仪器失明的积雪层,揭示移动冰层的内部结构。NASA喷气推进实验室信号分析工程师郑成洙表示,该技术捕捉到的冰层特性与肉眼可见的任何属性”根本不同”。
每日数十TB数据
NISAR搭载两部雷达仪器,NASA的L波段系统和ISRO的S波段系统,共享NASA有史以来发射至太空的最大雷达天线反射器,直径达12米。该卫星每12天对几乎全部陆地和冰面进行两次过境,每日生成数十TB数据。
该任务于2025年7月从印度萨蒂什·达万航天中心发射升空,首年用于校准仪器和完善数据处理算法。校准后的L波段数据本周通过阿拉斯加卫星设施公开发布,S波段数据则通过ISRO的Bhoonidhi门户分发。此前的有限发布曾提供预览图像,但这是首次大规模公开数据发布。
除南极外,NISAR还在追踪城市扩张、农业周期、山体滑坡、地震以及墨西哥城等城市的地面沉降。其双波段能力在自由飞行雷达任务中尚属首次:L波段可穿透植被和干雪,而S波段则提供关于地表粗糙度和植被结构的补充信息。
婷 翻译

