Ilustração. Permafrost. Crédito:Elena Khavina / MIPT
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Pesquisa Espacial da Academia Russa de Ciências (RAS), o Instituto de Problemas Hídricos e Ambientais do Ramo Siberiano da RAS, e o Instituto de Física e Tecnologia de Moscou (MIPT) propôs uma maneira de determinar a profundidade de congelamento do solo com base na radiometria de microondas por satélite. Os resultados foram publicados em Estudo da Terra vista do espaço , um jornal da RAS em russo.
Permafrost, gelo marinho, neve e cobertura de gelo, mantos de gelo, geleiras de montanha, e os sistemas de nuvens de gelo são os principais componentes da criosfera da Terra. Estudar a criosfera é importante para lidar com a mudança climática, degradação do permafrost, mudando os níveis do mar, e gestão de recursos hídricos. Contudo, as regiões que contêm os componentes da criosfera, são geralmente vastos, difícil de acessar, e caracterizado por condições climáticas adversas.
A radiometria de microondas por satélite é o melhor método para sensoriamento remoto de áreas mal acessíveis e até mesmo desconhecidas no planeta.
"Este método tem muitas vantagens:coleta de dados de grandes áreas, independentemente da iluminação solar e das condições atmosféricas, uma alta frequência de observação nas altas latitudes, sensibilidade a processos subterrâneos, e relativamente barato, "disse o Professor Associado Vasiliy Tikhonov do departamento de física espacial do MIPT, que também é pesquisador sênior do Instituto de Pesquisa Espacial da RAS. "Testamos a confiabilidade do método na planície de Kulunda, uma vasta estepe no sudeste da Planície Ocidental da Sibéria na Rússia. Para este fim, comparamos os dados de radiometria de microondas de satélite com os parâmetros reais do solo e indicadores climáticos medidos no local nas estações meteorológicas. "
Figura 1. Espessura da camada de solo congelado, conforme medido e calculado usando o modelo. Os dígitos de 1 a 4 indicam quatro áreas estudadas na planície de Kulunda em Altai Krai, Rússia. Os símbolos pretos correspondem a valores medidos diretamente, e os triângulos vermelhos representam os valores calculados. Crédito:D.A. Boyarskii et al./Studying the Earth From Space *
Descobriu-se que conjuntos idênticos de dados de satélite podem corresponder a diferentes profundidades de congelamento do solo. Os fatores adicionais em jogo são a umidade do solo, salinidade, e composição, que podem afetar a capacidade de emissão de microondas do solo. Os pesquisadores também descobriram que observações radiométricas únicas não produzem resultados confiáveis, porque as ondas de rádio podem refletir na interface entre o solo congelado e descongelado.
A equipe considerou essas descobertas em seus cálculos, propor um método que determina a profundidade de congelamento do solo com alta precisão com base nos dados do satélite Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS). Para determinar remotamente a profundidade de congelamento do solo, os pesquisadores empregaram séries diárias de medições de emissão térmica, junto com seu próprio modelo de emissão que incorpora as características do solo. O período de tempo considerado no estudo começou com a data de congelamento, definido como um pico na radiação térmica captada pelo satélite. Terminou com o primeiro dia de degelo, quando a quantidade de radiação térmica caiu drasticamente.
A equipe comparou suas previsões de modelo com as medições no local feitas em quatro áreas de teste (fig. 1). Os valores coincidem em uma extensão que torna o método útil para recuperar profundidades de congelamento do solo a partir de dados de satélite.
