氷レーダードローンで気候変動を研究

この予算システムは氷の下を調査してその秘密を発見します

ドローンベースの氷貫通レーダーシステムであるペレグリンは、3月にノルウェーのスラクブリーン氷河上でテストされた。

私'私は上に立っている本土から600キロ以上北にあるノルウェーのスヴァールバル諸島にあるスラクブリーン氷河をドローンが縦横に横切る様子を、高さ100メートルの氷で見守った。 私はペレグリンをテストするチームの一員です。ペレグリンは、氷河を下の岩盤に至るまで画像化できる小型の氷貫通レーダーを備えた固定翼無人航空機 (UAV) です。

気温は –27 °C で、風が冷たく –40 °C を下回っています。この遠征に持ち込んだ商用機器のほとんどの動作温度をはるかに下回っています。 私たちの携帯電話、ラップトップ、カメラは急速に故障しつつあります。 まだ動作している最後のコンピューターは、小さなテント内の小さな加熱パッドの上に置かれています。

天候が厳しいため、ペレグリンはさらに厳しい条件でも活動し、南極とグリーンランドの氷床を定期的に調査する予定です。 これらの巨大な塊は、完全に溶けた場合に地球の海面を 65 メートル上昇させるのに十分な水を蓄えています。 どちらの氷床も近いうちに完全に溶けるとは予想されていませんが、その驚異的な規模は、たとえ小さな変化であっても、地球の将来にとって重要な意味を持ちます。 そして、ペレグリンが収集するデータは、科学者がこれらの重要な地域が気候変動にどのように対応するかを理解するのに役立ちます。

トーマス・タイスバーグ氏、電気工学博士。 スタンフォード大学の候補者が、ノルウェーのスラクブリーン氷河でペレグリンを打ち上げる。

科学者たちは、衛星搭載のレーザー高度計から収集したデータを使用して、氷床の表面の高さの変化を長年研究してきました。 このデータの大部分は、2003 年に打ち上げられた ICESat と、2018 年に打ち上げられたその後継の ICESat-2 から得られました。これらの NASA 衛星からの情報を使用して、科学者は高度の変化を測定し、それを使用して地表の正味の影響を推測しています。降雪や融解などのプロセスや、氷床が氷山を海に放出する速度など。

確かにこれらの測定は重要ですが、レーザー高度計では、氷がどのように変形するのか、下にある岩の上をどのように滑るのかなど、地表の下で何が起こっているのかについての直接的な情報は得られません。

そして、氷床が新たな極端な気候にどのように反応しているかを理解しようとするとき、これらのプロセスが鍵となります。 温度の変化は氷の自重による変形速度にどのような影響を与えるのでしょうか? 氷河の底に到達する液体の水はどの程度氷床を潤滑し、氷をより速く海に滑り込ませるのでしょうか?

これらの質問に対する答えを得るには、表面の下を観察する必要があります。 氷貫通レーダー (IPR) は、電波を使用して氷河の内層とその下の層を画像化する技術です。 地震データを収集するためにボーリング穴を掘削したり、一連の受振器を設置したりする他のより労働集約的な方法とは異なり、IPR システムは初期の頃から航空機に搭載されて使用されてきました。

ノルウェーでの試験飛行後に着陸したペレグリン。

1960 年代、国際協力の一環として、米海軍のロッキード C-130 ハーキュリーズ輸送機が IPR データ収集航空機に改造されました。 このプロジェクト (このプロジェクトについては、別の記事でもう少し詳しく説明します) によって、南極の最も辺鄙な場所からもこの種のデータを迅速に収集できることが示されました。それ以来、IPR 機器はますます改良され、同様に、データを分析し、それを使用して将来の海面上昇を予測する手段。

しかし一方で、データ収集に使用された航空機は比較的ほとんど変わっていません。 現代の計器は、双発ターボプロップ機であるデ・ハビランド・カナダ DHC-6 ツイン・オッターや、ダグラス DC-3 を改造したバスラー BT-67 で飛行することがよくあります。 （現在、南極でミッションを飛行するバスラー隊員の中には、前世で第二次世界大戦のミッションに参加した人もいます。）そして、これらの作戦への支援は国によって異なりますが、新しいデータに対する需要は、少なくとも代償を伴う有人航空機によるデータ収集能力を上回っています。このタグは、資金が最も潤沢な事業以外には手の届かないものではありません。