Μέτρηση των αλλαγών στους παγετώνες των βουνών Karakoram-Himalaya
Οι οροσειρές Karakoram-Himalaya, που απλώνονται σε όλο το Πακιστάν, την Ινδία, την Κίνα, το Μπουτάν και το Νεπάλ, είναι το σπίτι για χιλιάδες παγετώνες. Οι παγετώνες είναι οι φυσικές δεξαμενές γλυκού νερού που δέχονται μάζα (χιονοπτώσεις) κατά τις ψυχρές περιόδους και χάνουν μάζα απελευθερώνοντας νερό τήξης τους καλοκαιρινούς μήνες.
Το χιόνι και ο πάγος του παγετώνα που λιώνουν από το Karakoram-Himalaya είναι μια πολύτιμη πηγή νερού για διάφορες ανάγκες υποδομής (π.χ. πόσιμο νερό, άρδευση, υδροηλεκτρική ενέργεια κ.λπ.) για ένα μεγάλο ασιατικό πληθυσμό. Ως εκ τούτου, η κατάσταση και η τύχη αυτών των παγετώνων χρειάζεται να μελετηθούν.
Η αλλαγή της περιοχής του παγετώνα (ή η μετωπική αλλαγή) και η μεταβολή της μάζας (ή του όγκου) είναι οι δύο κύριες παγετωνικές μεταβλητές για την αξιολόγηση της υγείας του παγετώνα. Ωστόσο, η επιστημονική κοινότητα έχει συμφωνήσει ότι η αλλαγή της μάζας των παγετώνων είναι μια καλύτερη εκτίμηση για τη μελέτη της κατάστασης της υγείας των παγετώνων και των σχέσεών της με την περιφερειακή και παγκόσμια κλιματική αλλαγή.
Πολλές επιστημονικές ομάδες παρακολουθούν τους παγετώνες αυτής της περιοχής χρησιμοποιώντας μεθόδους που βασίζονται στο πεδίο τις τελευταίες δεκαετίες. Ωστόσο, ο αριθμός των διερευνημένων παγετώνων στην περιοχή είναι περιορισμένος λόγω των σκληρών κλιματικών συνθηκών, των δυσπρόσιτων περιοχών και των διεθνών συνοριακών συγκρούσεων. Τις τελευταίες δεκαετίες, η τηλεπισκόπηση με δορυφόρο έχει εμφανιστεί και εξελιχθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση για να ξεπεραστούν οι περιορισμοί μιας προσέγγισης που βασίζεται στο πεδίο. Η προσέγγιση τηλεπισκόπησης χρησιμοποιεί τεχνικές φωτογραμμετρίας που βασίζονται σε οπτικούς αισθητήρες και τεχνικών παρεμβολής με βάση αισθητήρες ραντάρ, προκειμένου να χαρτογραφηθεί η τοπογραφία της επιφάνειας της Γης. Δύο τέτοιες μετρήσεις σε διαφορετικούς χρόνους έχουν ως αποτέλεσμα την αλλαγή του υψομέτρου της επιφάνειας.
Το λιώσιμο των πάγων των παγετώνων μειώνει την ανύψωση του παγετώνα, ενώ η αύξηση της μάζας του πάγου οδηγεί σε θετική αλλαγή του υψομέτρου του παγετώνα. Οι μετρήσεις της πυκνότητας του πάγου (900 kg/m3) και της μεταβολής του υψομέτρου χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της μεταβολής της μάζας του παγετώνα. Ένα κλάσμα ή ολόκληρες λεκάνες απορροής με παγετώνες του Karakoram-Himalaya καλύπτεται συχνά από σύννεφα λόγω των γνωστών ταχέως μεταβαλλόμενων καιρικών συνθηκών στα ψηλά βουνά. Επομένως, η οπτική τηλεπισκόπηση δεν μπορεί να χαρτογραφήσει αυτές τις περιοχές που καλύπτονται από σύννεφο.
Δύο πρόσφατες μελέτες (1,2) κάνουν χρήση δύο παγκόσμιων ψηφιακών υψομετρικών μοντέλων ραντάρ (DEM) για να παρέχουν υψόμετρο παγετώνων και αλλαγές μάζας 3700 παγετώνων του Karakoram-Himalaya κατά την περίοδο 2000-2012. Το πρώτο υψομετρικό μοντέλο είναι αποτέλεσμα της αποστολής της NASA (National Aeronautics and Space Administration) Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) που πραγματοποιήθηκε στις 11-22 Φεβρουαρίου 2000. Το SRTM DEM είναι ένα σύνολο δεδομένων ανοιχτού κώδικα, σχεδόν παγκόσμια.
Το δεύτερο υψομετρικό μοντέλο δημιουργήθηκε από τον Saurabh Vijay και την ομάδα του στο Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Γερμανία. Χρησιμοποίησαν εικόνες ραντάρ του έτους 2012 του πρόσθετου TerraSAR-X για ψηφιακή μέτρηση υψομέτρου (TanDEM-X) και τις επεξεργάστηκαν χρησιμοποιώντας τυπική διστατική συμβολομετρία ραντάρ. Το TanDEM-X είναι μια διαστημική αποστολή ραντάρ που εκτοξεύτηκε από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο (DLR) το 2010.
Οι μελέτες (1,2) διαπίστωσαν ότι οι παγετώνες των Ιμαλαΐων έχασαν μεγαλύτερη μάζα σε σύγκριση με τους παγετώνες στο Karakoram κατά την περίοδο 2000-2012. Η υποπεριοχή, που ονομάζεται Lahaul-Spiti των Ιμαλαΐων, έχασε την περισσότερη μάζα πάγου μεταξύ τριών περιοχών που ερευνήθηκαν στις μελέτες (Εικόνα 1). Ο πιθανός λόγος πίσω από αυτήν τη μεταβλητότητα είναι ότι οι παγετώνες των Ιμαλαΐων δέχονται βροχόπτωση από τους ινδικούς καλοκαιρινούς μουσώνες κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, ενώ οι παγετώνες Karakoram επηρεάζονται περισσότερο από τους δυτικούς μεσαίου πλάτους τους χειμώνες. Κατά συνέπεια, οι παγετώνες Karakoram είναι πιο σταθεροί από τους παγετώνες των Ιμαλαΐων.
Εκτός από αυτούς τους εξωτερικούς παράγοντες των περιφερειακών αλλαγών των παγετώνων, αυτές οι μελέτες (1,2) διερεύνησαν τον ρόλο της κάλυψης των συντριμμιών, των υπερπαγετώνων λιμνών και των βράχων πάγου στις αλλαγές του υψομέτρου των παγετώνων. Οι ορεινοί παγετώνες καλύπτονται συχνά από συντρίμμια λόγω της διάβρωσης των πλαγιών, των χιονοστιβάδων και της εμφάνισης συντριμμιών παγετώνων. Τα συντρίμμια, εάν είναι αρκετά παχιά, μπορούν να προστατεύσουν τον πάγο από κάτω από τις εισερχόμενες ακτινοβολίες βραχέων κυμάτων (ηλιακή) και μακρών κυμάτων. Αντίθετα, το λεπτό κάλυμμα συντριμμιών, οι υπερπαγετώδεις λίμνες και οι βράχοι πάγου μπορούν να απορροφήσουν περισσότερη ακτινοβολία και να ενισχύσουν το λιώσιμο των πάγων, οδηγώντας σε υψηλή αρνητική αλλαγή του υψομέτρου των παγετώνων. Οι μελέτες (1,2) διερεύνησαν 113 μεγάλους παγετώνες και ανακάλυψαν τον σημαντικό ρόλο της μόνωσης των συντριμμιών στην περίπτωση 32 παγετώνων. Ο ρόλος των υπερπαγετώνων λιμνών και των βράχων πάγου φάνηκε να είναι εξέχων στην περίπτωση 16 άλλων παγετώνων.
Η περιοχή Karakoram είναι γνωστή για παγετώνες τύπου υπερχείλισης. Το κύμα παγετώνα είναι ένα βραχύβιο γεγονός (λίγες ημέρες έως μήνες) όπου ένας παγετώνας ρέει σημαντικά και προοδεύει σημαντικά. Κατά τη διάρκεια των γεγονότων κύματος, ο πάγος του παγετώνα από τις ανώτερες λεκάνες απορροής μεταφέρεται στις κάτω παγετώνες περιοχές. Στο παρελθόν, τέτοια γεγονότα προκάλεσαν φυσικές καταστροφές όπως πλημμύρες από ξέσπασμα λιμνών παγετώνων και επηρέασαν την πορεία των ποταμών που ρέουν από τους παγετώνες. Αυτό απειλεί τη ζωντανή κοινότητα. Η αλλαγή της ανύψωσης της επιφάνειας σε όλη την επιφάνεια του παγετώνα από την τηλεπισκόπηση δείχνει την δομή που μοιάζει με κινηματικό κύμα (αρνητικό-θετικό υψόμετρο) στην επιφάνεια του παγετώνα, η οποία μπορεί να βοηθήσει στην ανίχνευση του γεγονότος απότομη κύμα. Οι υψηλές χωρικές λεπτομέρειες των μετρήσεων από το (2) βοήθησαν στη χαρτογράφηση 29 παγετώνων τύπου υπερχείλισης, τους οποίους 16 από αυτούς δεν αναφέρθηκαν ποτέ στο παρελθόν λόγω περιορισμών δεδομένων και τεχνικών.
Εν ολίγοις, αυτές οι μελέτες έκαναν χρήση της σύγχρονης δορυφορικής τεχνολογίας για τη μέτρηση της ανύψωσης των παγετώνων στις αρχές του 21ου αιώνα και των μεταβολών της μάζας με πολύ υψηλές λεπτομέρειες και για την καλύτερη κατανόηση των συνδέσεων των αλλαγών τους με εγγενείς και εξωτερικούς παράγοντες του συστήματος.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Ρυθμοί αλλαγής υψομέτρου των παγετώνων στο Lahaul-Spiti (δυτικά Ιμαλάια, Ινδία) κατά την περίοδο 2000-2012 και 2012-2013, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Remote Sensing, και το άρθρο με τίτλο Αρχές του 21ου αιώνα λεπτομερείς χωρικές αλλαγές υψομέτρου των παγετώνων Τζαμού και Κασμίρ (Karakoram-Himalaya), που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Global and Planetary Change. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τον Saurabh Vijay από το Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg και το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας και τον Matthias Braun από το Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
Αναφορές:
- Vijay S. and Braun, M. Ρυθμοί αλλαγής υψομέτρου των παγετώνων στο Lahaul-Spiti (δυτικά Ιμαλάια, Ινδία) κατά την περίοδο 2000-2012 και 2012-2013, Remote Sensing, 8, 1038, doi:10,312103/rs li>
- Vijay, S. and Braun, M. Αρχές του 21ου αιώνα λεπτομερείς χωρικές αλλαγές υψομέτρου των παγετώνων Τζαμού και Κασμίρ (Karakoram-Himalaya), Global and Planetary Change, 165, 137-146, doi:10.1016/j.gloplacha.201. .014.
