Ao estudar as mudanças climáticas, muitas vezes é um problema tão confiável, dados comparáveis ​​datam de apenas algumas décadas. Longas séries temporais estão em alta demanda, especialmente quando se trata da criosfera da Terra, consistindo em geleiras, gelo e solo congelado.

Imagens antigas podem ser convertidas em dados geofísicos úteis. Luc Girod desenvolveu métodos para fazer isso acontecer. Isso permite que os pesquisadores entendam melhor os processos na criosfera, o que é crucial para a capacidade de prever e projetar os efeitos das mudanças climáticas futuras.

"As pessoas da comunidade de geociências ficam muito animadas quando lhes contamos que encontramos um arquivo de fotos antigo, processou as informações nas imagens, e então apresentá-los com os dados, "diz o fotogrametrista francês Luc Girod, que recentemente defendeu seu Ph.D. dissertação na Universidade de Oslo sobre sensoriamento remoto da criosfera.

"Nem sempre são necessários dados muito bons para dizer que uma geleira não está indo bem. Mas, para entender precisamente como e por quê, você precisa de mais, melhores dados e olhar mais para trás no tempo. "

Desde criança, Luc Girod sente-se atraído por viajar, mapas e cartografia. Ele estudou engenharia no Institut Géographique National fora de Paris. No final do primeiro ano, ele foi enviado ao sul da França para fazer trabalho de campo em fotogrametria, que é a ciência de fazer medições a partir de fotografias. Um ano depois, em 2012, ele optou por um lugar mais frio quando foi solicitado a encontrar seu próprio lugar para um estágio internacional.

"Eu não gosto de tempo quente, então desenhei uma linha no mapa ao norte da Dinamarca. Enviei um e-mail para a Universidade de Oslo, e obteve uma resposta positiva de Andreas Kääb, que - dois anos depois - se tornou meu Ph.D. Supervisor."

Segredos forçados de pedras

Em sua primeira chegada, Luc Girod foi convidado a estudar as informações em fotos dos estranhos círculos de rocha em Svalbard, conhecido como círculos classificados. As fotos estavam espalhadas por alguns anos, esperando por alguém disposto a processar as informações nas imagens.

Girod assumiu a tarefa e conseguiu dar sentido aos dados, revelando alguns dos segredos dos círculos classificados de Svalbard. Ele então voltou para a França e concluiu seu mestrado.

Ele se especializou em três áreas dentro das ciências geográficas; fotogrametria, sensoriamento remoto, e geodésia, que mede e compreende a forma e geometria exatas da Terra.

Mais tarde, ele soube que o Departamento de Geociências da Universidade de Oslo obteve financiamento do Conselho Europeu de Pesquisa para um projeto com o objetivo de melhorar a forma como medimos as mudanças de massa nas geleiras das montanhas. O projeto foi estabelecido para quantificar as conexões entre as mudanças nas geleiras das montanhas e os níveis do mar. Envolveu uma série de tecnologias e modelagem de sensoriamento remoto. Acabou sendo o tema perfeito para a tese de doutorado de Luc Girod.

O satélite antigo ainda oferece

ASTER é um satélite americano-japonês lançado pela NASA em 1999.

"A tecnologia de um satélite normalmente já está desatualizada quando eles são lançados, pois precisa ser comprovado e confiável, portanto, os sistemas do ASTER foram projetados na década de 1980. Por outro lado, ainda está operacional e tira fotos em estéreo. Existem dois telescópios apontando para a Terra em ângulos diferentes, o que significa que obtemos conjuntos de duas imagens ligeiramente diferentes da mesma área. Isso é importante para mim, porque ter duas fotos é essencial para a fotogrametria. "

As imagens ASTER fornecem o mesmo tipo de dados e imagens, com qualidade consistente, remontando a 2000. Isso permite que os cientistas observem mudanças nas geleiras durante quase 20 anos. As imagens cobrem quase toda a Terra, incluindo toda Svalbard e quase toda a Groenlândia, mas os dados só podem ser adquiridos quando não há cobertura de nuvens e luz solar.

Luc Girod se concentrou em estudar as mudanças na elevação das geleiras das montanhas.

É difícil obter séries temporais de elevação. Majoritariamente, a elevação não muda, então raramente foi monitorado. Existem apenas alguns fatores que causam grandes mudanças na elevação, incluindo deslizamentos de terra, erupção vulcânica e mudanças na geleira.

"Um dos motivos que me interessaram pelas imagens do ASTER foi que, embora a NASA já tivesse criado modelos de elevação há muitos anos, sua precisão era de apenas 30 metros. No momento, no entanto, isso era muito bom - e muito melhor do que qualquer outro modelo de elevação existente. Eu vi uma mina de ouro de informações. Precisávamos apenas de melhores métodos de processamento para colhê-lo adequadamente. Então eu tenho acesso aos dados originais do ASTER, e construiu uma cadeia de processamento do zero usando novos métodos, " ele explica.

Vibrações no satélite pesado e complicado era um de seus desafios, levando a imagens distorcidas. Girod desenvolveu então um método para medir as vibrações, e leve-os em consideração ao processar as imagens. O resultado é uma série de imagens com precisão de três metros. Em outras palavras, dez vezes melhor do que existia até agora.

"Conseguimos obter algumas informações realmente boas sobre a mudança de elevação. Agora estamos trabalhando em maneiras de usar essas informações em aplicativos. E esperamos publicar um artigo sobre a mudança de elevação em toda a Escandinávia e Svalbard em breve. Será uma visão geral de uma grande área durante um longo período de tempo. "

Fotos aéreas antigas de Svalbard

Até a década de 1930, havia muito pouca cartografia do arquipélago de Svalbard. Em 1936 e 1938, o Instituto Polar norueguês usou aviões para fotografar as ilhas com suas montanhas e geleiras. Isso foi um avanço para uma nova tecnologia na época e formou a base para novos mapas contendo informações desconhecidas até então.

Alguns anos atrás, o Instituto Polar norueguês digitalizou todas as fotos de 1936 e 1938, e eles podem ser vistos em seu website. Luc Girod acreditava que era uma boa ideia mergulhar neste arquivo de quase 4.000 fotos e verificar o que ele conseguia fazer com elas.

"A maioria dessas fotos é muito bonita. Elas foram tiradas na lateral do avião, assim você obtém uma visão lateral ou oblíqua. Normalmente, em fotogrametria, as fotos são tiradas diretamente para baixo. Com a tecnologia e métodos disponíveis da época, fazia sentido fazer dessa forma. Mas tornou mais difícil para nós processar as imagens. Tivemos que ensinar o software a ignorar o céu e outras informações irrelevantes. Especialmente no começo, era preciso muito manuseio manual para filtrar dados irrelevantes. Então encontramos um método para automatizar parte do processamento, e acabamos obtendo uma cobertura mais ou menos completa de partes de Svalbard, como Brøggerhalvøya - onde New Ålesund está situada. "

Em vez de ter dados sobre geleiras que remontam à década de 1990, a comunidade geográfica agora tem dados que remontam à década de 1930.

"Mesmo que os dados nem sempre sejam perfeitos e faltem detalhes, a precisão geral é razoável. E há tantas mudanças de 1936 até hoje que podemos contar uma história que não foi contada antes. E tivemos reações de outros cientistas que consideram isso um abrir de olhos. "

Muita informação

O método de Girod de processar as informações nas fotos antigas pode ser útil para várias outras áreas geográficas. Fotos aéreas da Groenlândia e fotos terrestres dos Alpes são apenas dois exemplos.

“Há tantas fotos antigas que não foram processadas. É só uma questão de encontrá-las. Em alguns casos, eles até foram escaneados, mas para visualização - não para a ciência, então precisamos voltar aos originais. Há muito mais trabalho a ser feito no arquivo Svalbard. Processamos menos de 200 fotos, então existem milhares mais. "

Girod prevê que seus métodos podem ser úteis para outras áreas de aplicação além das geleiras, como documentar como as florestas e vulcões têm mudado ao longo do tempo.

Tecnologia antiga e dados antigos

“O desenvolvimento de novas tecnologias é, obviamente, extremamente importante. Mas não devemos esquecer que tecnologias antigas e dados antigos também podem ser extremamente úteis. Em muitos casos, não é relevante estudar apenas como as coisas andaram nas últimas duas semanas. Você precisa de perspectivas mais longas. Quando você trabalha com mudanças climáticas, tudo é longo prazo! "

"As vezes, você sabe que existem dados antigos, mas você não sabe onde encontrá-lo. As vezes, você nem sabe que existem dados, mas pode ter sorte se topar com ele no porão de um instituto geográfico ou em algum arquivo privado. Houve algumas descobertas surpreendentes nos últimos anos, portanto, claramente precisamos de métodos para utilizar os dados contidos em fotos antigas e outras fontes. "

Os métodos modernos de fotogrametria envolvem processamento automatizado de imagens para transformar imagens em informações utilizáveis. É tudo uma questão de geometria.

"Estou interessado na forma das coisas. Conhecer a geometria dos objetos em vários pontos no tempo é um fator chave em tudo, desde a glaciologia até os carros autônomos."