ATLAS系统：NASA ICESat-2任务的关键之眼

ATLAS系统：NASA ICESat-2任务的关键之眼

引用

nasa

等

6

来源

1.

https://icesat-2.gsfc.nasa.gov/home

2.

https://eospso.nasa.gov/missions/ice-cloud-and-land-elevation-satellite-2

3.

https://science.nasa.gov/science-research/earth-science/icesat-2-hosts-third-applications-workshop/

4.

https://www.earthdata.nasa.gov/learn/webinars/laser-altimetry-applications-changing-world-explore-icesat-2-data

5.

http://120.55.56.85:8888/literature/detail/4105636ab66034097c041590d9cd4a28.html

6.

https://www.opticsjournal.net/Articles/OJc2ee855dd65f1ad1/FullText

2018年9月15日，NASA成功发射了Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2（ICESat-2）卫星，这是该系列的第二颗卫星，其主要任务是监测地球表面高度的变化。这颗卫星搭载了先进的ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）激光测高仪，能够以前所未有的精度测量冰盖、海冰、森林植被甚至海洋表面的高度变化。

ATLAS系统的核心是一台精密的激光测高仪，它每秒可以发射10,000个激光脉冲，每个脉冲包含大约300万亿个光子。这些激光脉冲以极高的频率扫描地球表面，当光子遇到地面时会反射回来，被卫星上的接收器捕捉。通过测量光子往返的时间，科学家可以计算出地球表面的高度。

为了提高测量精度，ATLAS系统采用了先进的光子计数技术。尽管每次发射包含300万亿个光子，但通常只有十几个光子能够成功返回卫星。这些微弱的信号经过精密的光学滤波器和探测器处理，最终转化为高度数据。

ATLAS系统的设计非常精妙，它的激光束被分为六个独立的光束，形成一个“星形”分布，这样可以同时测量多个点的高度，从而获得更丰富的地形信息。这种设计不仅提高了数据的密度，还能够更好地识别不同类型的地表特征。

监测冰盖变化

ATLAS系统的主要任务之一是监测格陵兰岛和南极洲的冰盖变化。通过精确测量冰盖表面的高度变化，科学家可以计算出冰盖的体积变化，进而评估全球海平面上升的潜在影响。这些数据对于理解气候变化对极地冰盖的影响至关重要。

海冰厚度监测

海冰的厚度变化是气候变化的重要指标。ATLAS系统能够测量海冰表面和水线之间的高度差，从而估算海冰的厚度。这些数据有助于科学家研究海冰消融的速率，以及这种变化如何影响海洋环流和全球气候系统。

森林植被监测

除了冰冻圈的观测，ATLAS系统还能测量全球森林植被的冠层高度。通过分析植被高度的变化，科学家可以估算森林的生物量，评估碳储存能力，这对于理解全球碳循环具有重要意义。

ICESat-2和ATLAS系统的成功运行，为地球科学研究提供了宝贵的数据支持。这些数据不仅帮助科学家更好地理解地球系统的复杂性，还为预测未来气候变化提供了重要依据。

随着技术的不断进步，未来的ATLAS系统可能会实现更高的测量精度和更广的覆盖范围。这将为地球科学、环境监测和气候变化研究带来更多的可能性，帮助人类更好地应对全球性挑战。