Metodo per calcolare l estensione del ghiaccio marino artico
L’estensione del ghiaccio marino è calcolata come la somma areale del ghiaccio marino che copre l’oceano dove la concentrazione di ghiaccio marino (SIC) supera una soglia (15% per AMSR-E). Le SIC sono ottenute grazie a diversi sensori radiometrici passivi a microonde (PMR) trasportati da satellite, utilizzando l’algoritmo sviluppato e fornito dal Dr. Comiso del GSFC della NASA grazie a un rapporto di cooperazione tra la NASA e la JAXA. Sono stati utilizzati i dati dei seguenti sensori;
- gennaio 1980 ～ luglio 1987 ： SMMR
- Luglio 1987 ～ Giugno 2002 ： SSM/I
- Giugno 2002 ～ Ottobre 2011 ： AMSR-E
- Ottobre 2011 ～ Luglio 2012 ： WindSat
- Luglio 2012 ～ il presente: AMSR2
Il punto nero in corrispondenza del Polo Nord è un’area priva di dati dovuta al fatto che i sensori PMR non sono in grado di osservare la superficie terrestre a causa del limite della loro copertura osservativa (cioè l’inclinazione dell’orbita di 98 gradi e la larghezza di banda di 1600 km per AMSR-E). Ricordiamo che quest’area viene ugualmente presa in considerazione per stimare l’estensione della banchisa polare.
In linea di principio, i dati relativi alla concentrazione del ghiaccio marino potrebbero presentare errori fino a un massimo del 10%, con particolare riferimento alla zona di ghiaccio marino più sottile osservata intorno ai margini della banchisa e durante il periodo estivo quando si assiste ad una maggiore fusione dei ghiacci.In aggiunta, è possibile che i dati SIC lungo le linee costiere presentino errori dovuti alla contaminazione di sub-pixel della copertura del suolo in un campo visivo istantaneo di dati PMR.
In generale, l’estensione del ghiaccio marino è definita come una media temporale di diversi giorni (ad esempio, cinque giorni) in modo da eliminare gli errori di calcolo dovuti ai dati mancanti (ad esempio, per i sensori a microonde convenzionali come SMMR e SSM/I). Tuttavia, per ottenere un rapido rilascio dei dati, la jaxa adotta la media degli ultimi due giorni (giorno:N e giorno:N-1). Solo per l’elaborazione dei dati WindSat (dal 4 ottobre 2011 a oggi), a volte vengono utilizzati anche i dati del giorno precedente (giorno:N-2) al fine di colmare eventuali lacune.
L’area coperta dai ghiacci marini viene spesso definita in due modi: “estensione” e ” area” . . Queste molteplici definizioni possono talvolta confondere coloro che utilizzano i dati. La prima è definita come la somma areale del ghiaccio marino che copre l’oceano (ghiaccio marino + oceano aperto), mentre la seconda definizione “area” conta solo il ghiaccio marino che copre una frazione dell’oceano (solo ghiaccio marino). Pertanto, l’estensione del ghiaccio marino è sempre maggiore dell’area del ghiaccio marino. A causa dei possibili errori nel SIC precedentemente menzionati, la concentrazione di ghiaccio marino desunta dal satellite può risultare sottostimata, soprattutto nel periodo estivo. In questo caso, l’area del ghiaccio marino può essere soggetta a errori in misura maggiore rispetto all’estensione del ghiaccio marino. Pertanto, per monitorare il cambiamento del ghiaccio marino artico si utilizza la definizione di estensione del ghiaccio marino .
Metodo per calcolare lo spessore del ghiaccio marino nonchè il grado di concentrazione del ghiaccio a seguito dei processi di fusione
Lo spessore del ghiaccio marino e la concentrazione dei bacini di fusione, sono calcolati partendo dai dati AMSR-E e AMSR2 mediante un algoritmo di ricerca1) sviluppato da K. Tateyama (Kitami Institute of Technology) e altri nell’ambito di progetti di ricerca sull’Artico, utilizzando il sistema informativo IARC-JAXA (IJIS) e immagini satellitari (prima-quarta generazione). Questo prodotto costituisce essenzialmente un prodotto sperimentale e di ricerca. Questo prodotto risulta particolarmente valido nei periodi invernali, e relativamente secchi come l’autunno, l’inverno e la primavera (settembre-maggio), mentre nella stagione di fusione (giugno-agosto) non è in grado di fornire uno spessore preciso del ghiaccio marino, poiché la superficie del ghiaccio marino è coperta da bacini di fusione.
Ringraziamenti
AMSR-2: AMSR2 brightness temperatures and product data were provided by the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).
AMSR-E: AMSR-E brightness temperatures and product data were provided by the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).
WindSat: WindSat Sensor Data Record (SDR) brightness temperatures were provided by the Naval Research Laboratory (NRL) and NOAA’s National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS).
SSM/I: antenna temperature (TA) data from SSM/I were produced by Remote Sensing Systems (RSS).
SMMR: Nimbus-7 SMMR Pathfinder brightness temperature data were provided by the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, under a contract with the National Aeronautics and Space Administration (NASA).