הקרחונים הם בין האינדיקטורים הגלויים והרגישים ביותר של כדור הארץ ההתחממות במהלך המאה הקודמת, אלפי קרחונים ברחבי העולם נסוגו בשיעורים חסרי תקדים, משאירים מאחורי נופים מרהיבים של אגמים סלעי וגזעניים חשופים, הבנת הדינמיקה של הנסיגה הללו אינה רק עניין של סקרנות מדעית, אלא מרכיב קריטי בחיזוי דפוסי אקלים עתידיים ורמת הים.

המונחים: Glacier Retreat

הנסיגה של הקרחון מתייחסת לתהליך שבו המונח של הקרחון נע לאחור אל הגבהים הגבוהים יותר, בדרך כלל מלווה בהפחתת עובי קרח ונפח. בעוד קרחונים מתקדמים באופן טבעי ותגובה מחזורים אקלים לטווח ארוך, הנסיגה העולמית הנוכחית מתרחשת בקצב הרבה מעבר לגמישות טבעית.הנהג הראשי עולה בטמפרטורות גלובליות עקב פליטות אנתרוגניות של גזי חממה.

מנגנונים של אובדן המונים

הקרחון מאבד מסה באמצעות מספר מנגנונים: משטח נמס, calving של הקרחון לאאגמים או לאוקיינוסים, ונשגב. משטח התכה הוא התהליך הדומיננטי ברוב הקרחונים האלפיניים, שבו טמפרטורות אוויר חם יותר לגרום לקרח להפוך ישירות למים. זה מים להמיס לתוך הריסות, להאיץ את זרימת הקרח, ובסופו של דבר להגיע לאוקיינוס.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

מדענים מודדים את הקרחונים באמצעות מגוון של טכניקות.סקרי שדה כוללים מדידה ישירה של עמדות מונחיות באמצעות GPS.עם זאת, עבור קרחונים מרוחקים וגדולים, חישה מרחוק לווייני הוא חיוני.תמונות אוויריות היסטוריות, מפות, ודימויים לווייניים עדכניים יותר (למשל, לנדסאט, Sentinel) מאפשרים השוואות מרובות-decal. GIS מאפשר לחוקרים כדי להפיק מתווה קרחונים מתמונות אלה, מעקב אחר כדור הארץ, ושינויים ביהלומים, ושינויים בנתוני זמן, ושינויים ביהלומים (Gemcial) קרינת קרח (Gimtators) קרינת קרח (GMS) , ושינויים ב-WGLIGimectel) כדי לשמור על פני כדור הארץ.

התפקיד של GIS בעקב אחר הקרחון

GIS מספקת מסגרת לשילוב מקורות נתונים נפרדים לניתוח מרחבי מאוחד. ניטור הקרחון מתבסס על ארבעה סוגי נתונים עיקריים: צילומי לוויין, מודלים של התעלות דיגיטלית (DEMs), רשומות מטאורולוגיות ותצפיות שדה. פלטפורמות GIS כמו QGIS או ArcGIS מאפשרים למדענים לעקוף את השכבות האלה, לבצע שאילתות מרחביות, ולהפיק מדדים כגון שינוי שטח, אובדן, מהירות פני השטח.

צילום: Satellite Imagery and Change Detection

חיישני לוויין אופטיים, כגון Landsat (30mרזולוציה) ו- Sentinel-2 (10m), מספקים תמונות קבועות של משטחים הקרחון. על ידי השוואת תמונות משנים שונות, אנליסטים יכולים באופן ידני לדיגיטלי גבולות הקרחון או להשתמש באלגוריתמים סיווג אוטומטיים.לדוגמה, מדד הפרש המנומנמים (NDSI) מסייע להבחין שלג וקרח מסלע וצמחייה.

מודלים דיגיטליים לשינויי ערך

כדי להבין איזון המוני (רווח או אובדן של קרח), החוקרים זקוקים לנתונים גבוהים.DEMs שמקורם בדימויים לוויין סטריאו (למשל, ASTER, Pléiades) או LiDAR באוויר המאפשרים לגוון בין שתי תקופות זמן. לדוגמה, השוואת DEM 2000 עם DEM ירידה של פני השטח הקרחונים, המציין שינויים דקים אלה מומרים להפחתה של קרחונים, למשל, ירידה של 1EM ירידה בירידה של קרחונים ב קרחונים.

כלי ויזואליזציה לתקשורת

GIS גם מצטיין ביצירת ויזואליזציה משכנעת שמעבירה נתונים מורכבים לא-מיוחדים.מפות אנימציה המציגות נסיגה קרחונים במשך עשרות שנים, 3D זבובים של עמקים, ומפות אינטרנט אינטראקטיביות מאפשרות קובעי מדיניות והציבור לתפוס את היקף השינוי.לדוגמה, אתר האינטרנט של נאס"א אקלים כולל כלים אינטראקטיביים שבהם משתמשים יכולים להחליק בין שנים כדי לראות דחיסות קרחונים.

שינוי הקרחון הגלובלי: לימודי מקרה אזורי

בעוד שקרחונים בכל יבשת (מלבד אוסטרליה) נסוגים, הרי שהשיעורים והדפוסים משתנים על ידי ניתוח GIS תיעדו הבדלים אלה, מה שמדגיש נקודות חמות של אובדן קרח מהיר והגורמים המניעים אותם.

ההימלאיה וההר הגבוה אסיה

אזור הינד Kush-Himalaya מכיל את נפח הקרח הגדול ביותר מחוץ לאזורים הקוטביים.שימוש ב-GIS, החוקרים הראו כי קרחונים ההימלאיה רבים יש דקו באופן דרמטי מאז שנות ה-70.לדוגמה, מחקר משנת 2019 שילב תמונות לוויין ודיוינטוס שונים כדי לחשוף כי קרחונים באזור האוורסט LT איבדו בממוצע 0.4 מטר בשנה בעובי.

האלפים האירופיים

קרחונים אלפינים הם בין המלומדים הטובים ביותר בעולם.הממציאים המבוססים על GIS, כי האלפים איבדו בערך מחצית משטח הקרחון שלהם מאז 1850.שיעור ההפסד מואץ בשני העשורים האחרונים.לדוגמה, קרחון Aletsch בשווייץ, הגדול בהרי האלפים, נסוג מעל 3 ק"מ מאז 1870.

גרינלנד ואנטארקטיקה

(הגליונות בגרינלנד ובאנטארקטיקה שולטים בנפח הקרח העולמי ויש להם את הפוטנציאל הגדול ביותר לעליה ברמת הים.GIS הוא קריטי למעקב אחר קרחונים מחוץ לים - זרמי קרח מהירים שפורצים לתוך האוקיינוס.Inגרינלנד, לווינים מודדים שינויים בגובה פני השטח של קרח, מהירות ומיקום החזית של גרינלנד משתמש ב-GIS כדי לשלב נתונים ממשימות מרובות, כך שהפסד הקרח גדל מ-50 ימים לפני הספירה לאחור (GV) ב-250 שנה (GV) ב-DEM) ב-DVate CVate CVate CVate CV) ב- 150 עד שנת 2010 עד 250 יום) ב-ALT) ב-AGNF) ב-ALT) ב- 150 שנה.

פטגוניה ואלסקה

קרחונים פטגוניים בצ'ילה וארגנטינה חוו גם נסיגה דרמטית.הקרחונים של פריטו מורנו הוא יוצא דופן נדיר, אבל רוב האחרים מתכווץ.ניתוח של תמונות LANDSAT מ-1986 עד 2020 הראה כי שדה הקרח הפטרוני הצפוני איבד 3.5% מהשטח שלו במשך עשור.

השלכות לשינוי האקלים

הראיות החזותיות שמספקת GIS הן לאמביגויות: קרחונים נסוגים בקצב שלא ניתן להסביר על ידי ריקנות טבעית בלבד.מגמה זו היא תוצאה ישירה של טמפרטורות גלובליות עולות ומשמשת כאינדיקטור רב עוצמה של שינויי האקלים.

Albedo Feedback Loop

קרחונים לבנים בהירים משקפים חלק גדול של קרינה סולארית נכנסת.כפי שהם מתכווץ, משטחים כהים כגון סלע, אדמה או מים ים סופגים יותר חום, אשר בתורו מחמם את האווירה הסובבת ומזרז עוד נמס. GIS יכול לכמת שינויים באלבדו לאורך זמן באמצעות נתונים משקף פני השטח של הלוויין, מחקרים הראו כי בהרי האלפים וההמלאיה, היקף אזורי השלגים הגדל, ולהפחית את זרימתם לאזורים האזוריים.

השפעות על משאבי מים מתוקים

נהרות רבים באסיה, דרום אמריקה ואירופה מסתמכים על התכה קרחונית כדי לשמור על זרימתם במהלך עונות יבשות.כפי שקרחונים מתכווץ, הם הראשונים לייצר מפלט מואץ - תופעה המכונה "מים קפואים" - בעקבות ירידה חדה כמו מאגר הקרח יורד.ג'ס מודלים של אבולוציה קרחונים יכול לתכנן תרחישים עתידיים לרוץ. לדוגמה, מחקר באמצעות מודל הקרחון הפתוח (OG) משולב עם GIS הראו מגמות חמורות על ידי אגן מים ומוצרים אלה יכולים להמשיך את המשתנים.

תרומה לרמה העולמית של הים

התוצאה הגלובלית הישירה ביותר של נסיגת קרחונים היא עלייה ברמת הים.על פי דו"ח הערכת ה-IPCC, קרחונים וקרח מסה נמסים על כ-50% מרמת הים בין 1993 ל-2018, הערכות של איזון המוניות מבוססות GIS מאפשרות למדענים להעריך את התרומה של קרחונים בודדים וגליונות קרח.

פרויקטים עתידיים תחת התחממות האקלים

מודלים אקלים בשילוב עם מודלים בוהקים ונתונים GIS יכולים לתכנן אבולוציה המונית עתידית של הקרחון.תחת תרחיש גבוה של הרשאות (RCP8.5), קרחונים קטנים רבים יכולים להיעלם לחלוטין על ידי 2100. לדוגמה, האלפים יכולים לאבד 80-90% נפח הקרח הנוכחי שלהם. GIS מודלים מצביעים על כך גם עם ירידה אגרסיבית של פליטות, רמות הים הגלובליות ימשיכו לעלות במשך מאות שנים בשל המצע של הסדינים של הקרח של אמסטרדם, כמו שיטפון, כמו סחף עמוק, כמו סחף, כמו , כמו סחף, כמו סחף עמוק, כמו , כמו סחף, כמו , כמו שטף מסיבי של קרח, כמו , כמו שטף מסיבי של שטף, כמו שטף גבוה יותר, כמו , כמו שבץ, כמו שבץ, בשנחאי, 000 , כמו שטף גבוה, כמו .

תקשורת מדע עם נתונים חזותיים

אחת התרומות החשובות ביותר של GIS למדע האקלים היא היכולת שלה להפוך נתונים מופשטים מוחשיים.מספר סטטי כמו "200 ג'יגה-אטים של קרח שאבד בשנה" קשה לתפוס, אבל מפת זמן המציגה את הצמצום של הקרחון מעל 30 שנים מעבירה את המציאות באופן מיידי.

אתגרים ועיסוקים טובים

בעוד שדמיון GIS הם חזקים, הם חייבים לשמש באחריות בקנה מידה או רמפות צבע יכול להגזים או למזער שינויים.חשוב להראות מרווחי זמן עקביים ולהשתמש בנתונים מאומתים מדעית.יתר על כן, ויזואליזציה צריכה תמיד לכלול metadata על מקורות נתונים, שיטות עיבוד וחוסר ודאות.על ידי ביצוע שיטות אלה הטוב ביותר, להבטיח כי המפות שלהם לשמש כלי תקשורת אמין.

מסקנה: המיזוג של המשך מעקב

הנסיגה של הקרחון אינה תופעה רחוקה – היא מתרחשת כעת, והשלכותיה מורגשות בכל העולם.טכנולוגיית GIS מספקת את האמצעים להתבונן, לכמת ולתקשר שינויים אלה בבהירות חסרת תקדים.הראיות החזותיות מדימויים ומודלים לגבהים לא מותירות מקום לספק: שינוי האקלים המושרה על ידי האדם ממשיך באובדן קרח בקצב מאיץ של מים, מערכות אקולוגיות, וקהילות חוף הן חמורות, כמו גם תשובות בלתי נמנעות, ללא מגבלות של אנשים, ולכן אנחנו צריכים להזיזוכות את הקרחונים, אך ורק כדי למנוע את רמת יכולת פעולה מכרעתיתות, אך ורק על פני השטח של כוח אדם, אך ורק על מנת למנוע את הפחתת כמות מספקת של אספקת נשק גרעיניות, אך ורק על מנת למנוע מפגעים.