陆地资源卫星已经发现了它们在黑暗中监测极地地区的能力，从而可以全年收集数据，并对冰的动力学有了新的认识。

　　陆地资源卫星已经开始在冬季定期获取极地冰的图像，并获得了一些有启发性的结果。

　　研究极地冰的科学家们已经意识到地球资源卫星的一个隐藏的天赋:在黑暗中看东西。有了这一认识，目前的地球资源卫星船队就有了更多的工作，它们现在更频繁地收集地球高纬度地区在低日照或无日照时期的详细数据。

　　自2022年启动一项名为LEAP(地球资源卫星扩展极地采集)的特殊扩展数据收集计划以来，地球资源卫星8号和9号任务已经开始建立南极洲、格陵兰岛和北冰洋周围冰川、冰架和海冰的全年图像记录。由此产生的对极夜的一瞥有助于科学家更好地追踪这些快速变化地区的冰形成和衰变。

　　利用陆地资源卫星进行冬季制图

　　尽管地球资源卫星自1972年以来就对我们的星球进行了可靠的成像记录，但在冬季，当阳光减弱时，最高纬度的大部分地区都没有被绘制出来。然而，科学家们会定期提出一些特殊要求，这些要求超出了Landsat在黑暗月份收集海冰图像的标准采集计划。正是从这些观察中，科学家们意识到陆地资源卫星可以辨别冰表面的细节，并追踪其冬季形成和运动，即使在光线很低或没有光线的情况下。

　　除了使用OLI(作战陆地成像仪)和OLI-2传感器收集视觉、近红外和短波红外图像外，Landsat 8和9卫星还分别使用TIRS(热红外传感器)和TIRS-2获取热红外(热)数据。这些仪器比其他常用的卫星热传感器提供更好的空间分辨率，可以更好地区分冰川冰和海洋特征，如冰锋、裂谷、海冰线和冰裂湖。

　　极地冰观测进展

　　通过LEAP计划，即使太阳在地平线以下，卫星也能一直对两极的海冰进行成像。地球资源卫星项目科学家、美国地质调查局(USGS)数据采集负责人克里斯托弗·克劳福德(Christopher Crawford)说:“我们正在消除黑暗。”“扩大观测冰和极地海洋变化的能力，增加了捕捉主要冰川崩解事件、风驱动的表面融化或变暖以及沿海海洋冰架破裂的可能性，如果变暖的速度不放缓，这些事件在未来可能会更频繁地发生。”

　　2023年7月23日，由陆地卫星8号上的热红外传感器拍摄的南极半岛卫星图像拼接。

　　这张由南极半岛的五张图像拼接而成的图片，突出了陆地卫星热成像所能揭示的细节水平和冰的各种特征。这些图像是由Landsat 8上的TIRS在2023年7月23日的南方冬季拍摄的。黄色和橙色表示温度较高的地区，如开放水域或薄海冰，而蓝色表示温度较低，如厚冰地区。

　　这幅马赛克图之所以引人注目，是因为即使进行了长时间的观测，云层也会成为阻碍。如此广阔区域的清晰视野促使美国宇航局戈达德太空飞行中心的马里兰州巴尔的摩县大学冰川学家克里斯托弗舒曼称这组场景为“独角兽”。

　　在顶部，南极半岛西北部的南大洋是图像中最温暖的部分，与白雪覆盖的陆地区域并列。舒曼说:“寒冷的极地冰和保存在海水中的温暖之间的对比是如此明显。”

　　沿着南极半岛的东侧，大拉森冰架的两大块曾经漂浮在拉森A和拉森B河口。现在，这些港湾里的不是陆地上漂浮的冰川延伸物，而是季节性的海冰。这些“快冰”大部分附着在海岸线和冰架上，有助于阻止冰川向海流动，减缓它们对海平面上升的贡献。在这张图片中，温度较高的弧形区域表明海冰被吹到离岸较薄的冰层或开放水域，远离拉森A和B湾的快冰。

　　2023年7月23日

　　图像中的特征向南变得相当寒冷。在拉森B冰山的外面，有明显裂缝的厚海冰，以及冰山A-76B和A-76C漂浮在威德尔海。这些冰山从一个曾经是世界上最大的扁平冰山中分离出来。舒曼说，它们仍然有300-400米厚，可能正在海底拖着。

　　在马赛克的底部，拉森C冰架是一个均匀的、寒冷的(浅蓝色)广阔区域。在晴朗的天气条件下，平坦的冰雪表面向太空辐射热量，形成一层薄薄的、寒冷的空气，这些空气在表面聚集，形成了寒冷的外观。在地形较多的地方，即使是平静的风也会破坏这一层，导致地表特征发出更温暖的信号。通过这种方式，热成像可以绘制出相对精细的地形图。分隔拉森B和拉森C的杰森半岛的温暖外观说明了这一现象。

　　最后，在图像的右侧，被称为导线的线性特征贯穿了威德尔海的海冰。舒曼解释说，这些冰冷坚硬的冰层上的裂缝是剪切带存在的证据。在这里，威德尔环流在顺时针旋转时产生剪切作用，并将冰推向北方较温暖的水域。相比之下，靠近海岸的海冰移动得更慢。

　　通过LEAP，陆地卫星图像现在在冬季系统地收集，可以帮助解决关于冰动力学知识的空白。例如，克劳福德指出，科学家可能会更好地量化沿海海冰如何调节陆地冰流入海洋，这对海平面上升有影响。他们还可以更多地了解冬季海水温度和环流，以及它们如何影响冰架的稳定性。

　　地球资源卫星项目的长盛不衰证明了长期地球观测的力量。为了建立两极最长的时间序列，美国地质勘探局正在重新处理早期的卫星图像，使它们更有助于与现代图像进行比较。现在，随着地球资源卫星项目继续进行的计划，LEAP的目标是展示扩展系统的、全年的极地观测的价值。

　　新的地球资源卫星计划于21世纪30年代初发射，它将提高空间和时间分辨率，以及特别适合冰雪观测的光谱带。

　　克劳福德说:“对于陆地卫星极地科学来说，这真是一个激动人心的时刻，可以说是一个新时代。”“随着Landsat Next即将到来，LEAP特殊要求项目及其对地球极地地区的观测——以及更广泛的全球冰冻圈状态——只能期待其影响和相关性增加。”

　　Lauren Dauphin使用来自美国地质调查局的Landsat数据拍摄的NASA地球观测站图像，作为Landsat扩展极地采集(LEAP)成像计划的一部分。视频由Kathryn Hansen提供。音乐来自Bensound.com，许可代码:STC08QWANTPUQ4S3。