Blog

Oct 31, 2023

IceLine

Scientific Data volume 10,

Dati scientifici volume 10, numero articolo: 138 (2023) Citare questo articolo

1338 accessi

9 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

La posizione frontale di una piattaforma di ghiaccio è un parametro importante per la modellazione dinamica del ghiaccio, il calcolo dei flussi di massa, la mappatura del cambiamento dell’area del ghiacciaio, il calcolo dei tassi di produzione degli iceberg e la stima dello scarico del ghiaccio nell’oceano. Fino ad ora, informazioni continue e aggiornate sulle posizioni dei fronti di distacco dell’Antartide sono scarse a causa della lunga delineazione manuale dei fronti e della quantità precedentemente limitata di dati idonei di osservazione della terra. Qui presentiamo IceLines, un nuovo set di dati sulle posizioni del fronte della piattaforma di ghiaccio antartica per valutare il cambiamento del fronte del parto con una risoluzione temporale e spaziale senza precedenti. Più di 19.400 posizioni del fronte parto sono state estratte automaticamente creando fitte serie temporali inter e intra-annuali di cambiamento del fronte parto per l’era di Sentinel-1 (2014-oggi). È possibile accedere alle serie temporali del fronte parto tramite EOC GeoService ospitato da DLR e vengono aggiornate su base mensile. Per la prima volta, il set di dati IceLines presentato offre la possibilità di includere facilmente le dinamiche del fronte di distacco negli studi scientifici e nella modellizzazione per migliorare la nostra comprensione delle dinamiche delle calotte glaciali.

Tre quarti della costa antartica sono costituiti da piattaforme di ghiaccio galleggianti che regolano lo scarico del ghiaccio della calotta glaciale antartica (AIS)1. Il ritiro o addirittura la disintegrazione delle piattaforme di ghiaccio può ridurre gli effetti di rinforzo con conseguente maggiore perdita di massa dell’AIS2. Negli ultimi decenni, gli eventi di disintegrazione lungo la Penisola Antartica (AP) e la calotta glaciale dell’Antartide occidentale (WAIS) hanno dimostrato il comportamento dinamico e lo stato vulnerabile delle piattaforme di ghiaccio antartiche3,4,5. In totale, dal 1997, la perdita di superficie della piattaforma di ghiaccio antartica dovuta alla disintegrazione e agli eventi di distacco è stata dominante rispetto al guadagno di superficie della piattaforma di ghiaccio dovuto all’avanzamento dei fronti6,7. La crescita e il decadimento di una piattaforma di ghiaccio sono controllati da diversi fattori come la dinamica interna del ghiaccio, la geometria della piattaforma di ghiaccio, i punti di ancoraggio, la topografia del letto e le forze meccaniche e climatiche esterne. Vi sono prove crescenti che le forzanti atmosferiche e oceaniche a lungo termine causano il ritiro del fronte della piattaforma di ghiaccio lungo l’AP e il WAIS3,4,8,9,10. Per la calotta glaciale dell'Antartide orientale (EAIS), le prove non sono così chiare in quanto le serie temporali dei fronti di distacco sono più brevi e meno frequenti7,11,12,13. La posizione del fronte parto è di notevole valore per gli studi sull'Antartide incentrati sull'oceanografia, sul ghiaccio marino, sulla glaciologia e sull'ecologia terrestre o oceanica. Soprattutto in glaciologia, la posizione del fronte è un parametro importante per la modellazione dinamica del ghiaccio14, per il calcolo dei flussi di massa15, per la mappatura del cambiamento dell’area del ghiacciaio8, per il calcolo del tasso di produzione dell’iceberg16 e per la stima dell’esportazione della massa di ghiaccio verso l’oceano17. Pertanto, la conoscenza delle dinamiche dei fronti di distacco subannuali e dei loro meccanismi di controllo a breve termine sono essenziali per una migliore comprensione delle dinamiche delle calotte glaciali che determinano la perdita o l'aumento di massa dell'AIS12,15. Ma finora tali dati non esistono per l’intero AIS a causa delle lunghe delineazioni manuali dei fronti e della disponibilità precedentemente limitata di immagini satellitari12. Per superare il noioso lavoro manuale di delineazione del fronte del parto, sono state utilizzate tecniche di imaging tradizionali per sviluppare approcci automatizzati non adatti all’estrazione intraannuale del fronte del parto18,19,20 a causa delle variazioni stagionali del ghiaccio marino e dello scioglimento superficiale. Ad oggi, solo gli approcci basati sul deep learning sono in grado di fornire serie temporali accurate e dense di cambiamenti nella posizione del fronte del parto21,22,23.

Approfittiamo di queste tecniche innovative e presentiamo IceLines24, un set di dati sulle posizioni dei fronti della piattaforma di ghiaccio antartica che fornisce serie temporali continue e aggiornate dei fronti di distacco. IceLines è un nuovo framework basato sul deep learning che fornisce le posizioni dei fronti di parto (CFL) su diverse scale temporali (giornaliera, mensile, trimestrale, annuale) per le piattaforme di ghiaccio antartiche estratte automaticamente dalle immagini radar Sentinel-1. Il set di dati comprende tutte le piattaforme di ghiaccio antartiche intatte elencate dallo SCAR Composite Gazetter25 con una larghezza di almeno 30 km. Inoltre, sei fronti glaciali dinamici di fondamentale interesse (ad esempio il ghiacciaio di Pine Island) sono stati selezionati per il monitoraggio. La Figura 1 mostra i fronti delle piattaforme di ghiaccio e le lingue dei ghiacciai attualmente monitorati da IceLines. A seconda della disponibilità dei dati Sentinel-1, le serie temporali del fronte parto fornite coprono il periodo dal 2014 ad oggi e vengono aggiornate automaticamente su base mensile. I dati IceLines24 sono disponibili gratuitamente tramite GeoService di DLR (https://geoservice.dlr.de/web/maps/eoc:icelines).