Landsat ve Radar ile Buzul Değişiminin Takibi

Bilim insanları ilk kez dünyadaki buzulların mevsimlere göre nasıl hızlanıp yavaşladığını ortaya koyan kapsamlı bir küresel veri seti oluşturdu. Yayınlandığı yer Bilim Kasım 2025'te bu çığır açan çalışma izlemek için onlarca yıllık Landsat verileri de dahil olmak üzere 36 milyondan fazla uydu görüntü çiftini analiz etti. mevsimsel "nabız" Dünyadaki her büyük buzulun.

Araştırma, temel alınarak oluşturuldu ITS_LIVE NASA'nın Jet Propulsion Laboratory'den (JPL) alınan buz hızı veri seti, gezegenimiz ısındıkça mevsimsel buzul dinamiklerinin daha belirgin hale geldiğini ve en güçlü mevsimsel değişimlerin yıllık maksimum sıcaklıkların donma noktasını aştığı yerlerde meydana geldiğini ortaya koyuyor. Bu küresel bakış açısıyla donanmış araştırmacılar, jeoloji ve hidroloji gibi faktörlerin mevsimsel erimeyi nasıl etkilediğini belirleyerek buzul dinamiklerindeki kalıpları ortaya çıkarmaya devam edebilir.

NASA JPL'de bilim insanı ve bu çalışmanın yazarlarından biri olan Alex Gardner, Landsat ve radar verilerinin birleştirilmesinin bu araştırmayı nasıl mümkün kıldığını açıklıyor.

Geçmişteki birçok çalışma buzul akışındaki mevsimsel değişiklikleri araştırırken, genellikle tek buzullara veya belirli bölgelere odaklandılar. Bu yerelleştirme, bulguları dünyanın geri kalanına tahmin etmeyi zorlaştırıyor.

Bu çalışma, dünyadaki tüm buzullar için mevsimsel akış değişikliklerini karakterize eden ilk çalışmadır. Küresel çapta tutarlı bir metodoloji uygulayarak, buzul akışındaki mevsimsel dalgalanmalara neden olan evrensel ilişkileri izole etmeyi başardık.

Landsat 4/5/7/8/9'un yanı sıra ESA'nın Sentinel 2 (optik) ve Sentinel 1'inden (radar) gelen verileri kullandık. Landsat, özellikle Landsat 8'in 2013'te piyasaya sürülmesinin ardından, yoğun zamansal örneklemeyle eşsiz bir tarihsel kayıt sunuyor.

Üç faktör, Landsat görüntülerini "yüzey yer değiştirmelerini" (akışı tahmin etmek için kullanılan ince piksel kaymalarını) tespit etmek için ideal kılar:

• Kesinliğe yakın tekrarlanan yörüngeler: Uydu tam olarak aynı konuma geri döner.
• Nadir'i görüntülüyor: Cihaz doğrudan aşağıya doğru bakar.
• Kararlı alet geometrisi: Distorsiyon en aza indirilmiştir.

Yüzey yer değiştirmesini, birincil ve ikincil görüntü arasındaki belirli yüzey ayrıntılarının hareketini izleyen, özellik izleme adı verilen bir teknik kullanarak ölçüyoruz.

İzlenecek daha fazla "özellik" olduğundan, bu yaklaşım yüksek çözünürlüklü görüntülerde en iyi sonucu verir. Bu nedenle 15 metrelik pankromatik bandı kullanıyoruz. Daha eski Landsat 4/5 verileri için Band 2'yi (görünür kırmızı) kullanıyoruz çünkü parlak buzul yüzeyleri üzerinde en iyi kontrastı sağlıyor.

Optik ve Radar görüntüleri son derece tamamlayıcıdır ve buzul akışının tam bir zaman çizelgesini yeniden oluşturmamıza olanak tanır:

• Radar (Aktif Sensör): Bulut örtüsüne bakılmaksızın yüzeyi gece veya gündüz görüntüleyebilir ancak yüzey erirken (ıslak kar/buz) özellik takibinde zorluk çeker.
• Optik (Pasif Sensör): Güneş ışığı ve açık gökyüzü gerektirir, ancak yüzey erirken radardan önemli ölçüde daha iyi performans gösterir.

Ana kaya gibi sabit yüzeyler üzerinde elde edilen hızları analiz ederek belirsizliği karakterize ettik. Verilerimiz hareket etmediğini bildiğimiz alanlarda (kaya gibi) yüksek değişkenlik veya hareket gösteriyorsa, bu ölçümlerin daha yüksek bir belirsizlik taşıdığını biliyorduk.

Bir buzulun dış kuvvetlere (örneğin ana kayayı yağlayan erimiş su veya ön erimedeki değişiklikler gibi) tepkisi büyük ölçüde yerel faktörlere bağlıdır (örneğin, buzulun altındaki malzeme veya fiyordun şekli). Bu, bir buzuldan elde edilen bulguların bir diğeri için geçerli olduğunu varsaymayı riskli hale getiriyor.

Çalışmamız Dünya üzerindeki neredeyse her buzulu gözlemleyerek genel kalıpları belirledi. Önemli bir bulgu sıcaklık ve akış arasındaki ilişkiydi:

Yıllık maksimum sıcaklıkların 0°C'yi aşması durumunda mevsimsel değişkenlik belirgin hale gelir.

Bu mevsimsel döngünün genliği, bu eşiğin üzerindeki her derecedeki ısınmayla birlikte artıyor.

Yeni sensörlerle hızlı bir şekilde ölçeklendirilmek üzere tasarlanan ITS_LIVE projesine Landsat 9 verilerini zaten aktarıyoruz. Gelecekteki sensör iyileştirmeleri bir ödünleşim sunuyor:

• Artırılmış Uzaysal Çözünürlük: Daha fazla sayıda yüzey özelliğini izlememize olanak tanıyarak akış tahminlerini iyileştirir.
• Artan Zamansal Frekans: Yüzey değişikliklerinden (özellik kaybı) kaynaklanan veri boşluklarını azaltır, ancak potansiyel olarak hata oranlarını artırabilir. Bunun nedeni yer değiştirmenin birikmiş bir sinyal olmasıdır; özellikler, 16 günlük bir çifte kıyasla 8 günlük bir çiftte mesafenin yarısı kadar hareket ederek, hareketin arka plandaki gürültüden ayırt edilmesini zorlaştırır.

Bu çalışma buzdağının sadece görünen kısmıdır. Veri seti, ortaya çıkarılmayı bekleyen buzul mekaniğine ilişkin bilgiler açısından zengindir. Gelecek yıllarda yeni keşifler yapmayı umut etsek de, bu açık verileri araştıran daha geniş bilimsel topluluktan ne tür atılımlar geleceğini görmekten de aynı derecede heyecan duyuyoruz.