俄羅斯研發(fā)出北極土壤狀況衛(wèi)星信息分析數(shù)學(xué)模型

    來自俄科院西伯利亞分院網(wǎng)站的報(bào)道，該分院克拉斯諾亞爾斯克科學(xué)中心物理所研發(fā)出北極土壤狀況衛(wèi)星信息分析用途數(shù)學(xué)模型，可將所獲得的包括表層狀態(tài)、濕度和溫度等永凍土衛(wèi)星信息轉(zhuǎn)換成程序可處理的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，所開發(fā)的軟件系統(tǒng)可詳細(xì)評(píng)估北極地區(qū)狀況，跟蹤永凍土對(duì)氣候變化的反應(yīng)。相關(guān)成果發(fā)布在《International Journal of Remote Sensing》學(xué)術(shù)期刊。

    物理所開發(fā)的數(shù)學(xué)模型借助于衛(wèi)星系統(tǒng)可確定北極土壤永凍土表層的狀況，其算法是建立在復(fù)介電常數(shù)測(cè)量基礎(chǔ)上的，適用于融化和冷凍的礦物質(zhì)土壤，可監(jiān)控永凍土表層的溫度、濕度等狀態(tài)參數(shù)。構(gòu)建模型所采用的土壤樣品來自于亞馬爾半島的北極苔原，科研人員考察了3種不同黏土含量的北極土樣以精確土壤參數(shù)。在對(duì)土樣分析過程中發(fā)現(xiàn)，土壤是由被水層包裹著的細(xì)小顆粒組成，具有固定的介電性能，且數(shù)值主要取決于土壤的濕度，變量參數(shù)的減少使得科研人員簡(jiǎn)化了所研發(fā)數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度。

    隨著航天工業(yè)的發(fā)展，從衛(wèi)星數(shù)據(jù)中獲得有關(guān)環(huán)境的信息越來越詳盡，科研人員將所研發(fā)的數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于大陸特定區(qū)域土壤參數(shù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的處理，由此將遙感數(shù)據(jù)用于北極地區(qū)環(huán)境的研究，分析該地區(qū)生態(tài)問題產(chǎn)生的誘因，數(shù)據(jù)分析結(jié)果也證明了所研發(fā)數(shù)學(xué)模型對(duì)北極狀況監(jiān)測(cè)的重要性。采用該模型可對(duì)北極永凍土表層包括溫度和濕度在內(nèi)的狀況參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期的分析，跟蹤冰川和永凍土地區(qū)的土壤融化和變化情況，由此評(píng)估氣候變化過程中北極地區(qū)有可能出現(xiàn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

    需要強(qiáng)調(diào)的是，土壤的介電常數(shù)值取決于礦物成分、濕度和溫度，而所研發(fā)的數(shù)學(xué)模型僅適合于北極永凍土，科研人員計(jì)劃進(jìn)一步完善模型，將其應(yīng)用范圍擴(kuò)大至其它氣候地域，預(yù)計(jì)將所研發(fā)的全部算法納入一體，由此可形成通用型土壤狀況評(píng)估系統(tǒng)。