本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
有时在科学中,一切都会水到渠成,但这种情况并不常见。这次它发生了。这项活动可能会出什么问题?很多。两种最大的可能性是,在飞机与我们在一起的五天窗口期内,天气可能很糟糕(图1),导致飞机停飞,无法获得关键的机载激光雷达数据。或者,在我们进行数千次来之不易的地面测量之后,在进行机载测量之前,可能会发生一场大雪暴,导致地面测量无效。任何一种情况都足以让该项目失败。
其他没有发生的坏事:严重的设备故障、冻伤、在拖运和卸下重型雪地摩托时发生的事故,以及在狭窄而结冰的道尔顿公路上发生的事故,这条土路主要由匆忙赶往普拉德霍湾或返回费尔班克斯的半挂卡车行驶。我们所有四辆卡车的挡风玻璃都因飞石而破裂,这证明了这条道路的崎岖不平(另见《冰路运输队》第三季)。
首先是数字:我们16个人在阿拉斯加北部200公里的范围内进行了超过10万次地面雪深测量,挖掘了20个详细的雪坑,获得了286个雪芯,并称重以获得雪水当量(平均密度为283公斤/立方米),制作了19个地面激光雷达图,并在约200米宽的范围内收集了超过一百平方公里的机载激光雷达测绘(图2)。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来关于塑造我们当今世界的发现和思想的有影响力的故事的未来。
如果我们开始处理数据时一切顺利,我们会发现,当我们从冬季覆盖雪的表面减去夏季激光雷达表面(我们将在 6 月测量)时,我们将生成与我们在地面上进行的深度测量结果相当的雪深图。使用雪芯,然后我们将开发一个简单的回归方程,使我们能够将这些雪深转换为雪水当量,当一切完成后,我们将获得研究区域的积雪图。
具有挑战性的部分是,北极地区的积雪很薄……范围从几厘米到大约 150 厘米。……因此,机载激光雷达的信噪比必须尽可能高。机载激光雷达测量中的噪声约为几十厘米,但通过使用路面和其他固定目标,如金属棚(图3)、混凝土结构和阿拉斯加管道(也是图3),我们相信我们可以减少这种噪声,从而获得非常有用的结果。
如果所有分析都被证明是成功的,那意味着什么?我想,使用我们的结果,我们或许能够说服石油公司、州和联邦监管机构、机构、野生动物生物学家和水文学家合作,开发一个使用激光雷达技术来更好地绘制和评估北坡积雪的运营计划。这可以产生既对管理有用的地图,也可以产生积雪的气候记录,使我们能够了解气候变化如何改变冬季降水以及这种变化的模式。
当然,也有许多无形的结果,这些结果更多的是个人而非科学方面的。首先是北极对所有团队成员(无论资深人士还是新手)的迷人之处。天空、极光、日复一日耸立在南方的布鲁克斯山脉(图 4)、动物(见之前的帖子),当然还有无尽迷人的积雪(图 5)。所有这些都编织了一种迷人的魔力,抓住了我们所有人。
第二个是我们的团队的友情。寒冷和艰苦的工作导致了很大的胃口和许多善意的军营式幽默。我们向我们的俄罗斯同事斯维塔介绍了《洛基和布尔温克尔秀》(还记得娜塔莎和鲍里斯吗?),每天都争夺最高的“N”(测量次数),并教导了两位新手驾驶雪地摩托,这是一个永远不会让所有参与者感到愉快的学习过程。我和凯利比较了在北极积雪中发现的雪晶与他在科罗拉多州(他通常工作的地方)发现的雪晶,马克·S 则为在科罗拉多州博尔德经营国家冰雪数据中心(他是那里的主任)的又一年做好了准备。也许我们团队的最新成员艾莉森开启了与雪的科学关系,这将影响她博士论文的内容。对于我自己来说,这是我在这片地区工作的第 28 年,也是我在北极的第 39 年,我必须说在北方工作仍然感觉很特别,并且能够与如此优秀的伙伴一起完成这项工作仍然是一种荣幸(图6)。
直到明年,也许会有一些来自 SnowSTAR-2013 的记录……
本系列之前的文章