Юнсян Ху з Дослідницького центру НАСА в Ленглі створив модель оцінки глибини снігу, на основі відкриттів у фізиці та біології.
Раніше розроблена модель показала, що середній час, протягом якого мураха ходить всередині колонії, перш ніж повернутися, приблизно в чотири рази перевищує обсяг колонії, поділений на площу її поверхні. Виявилося, що фотони рухаються, як мурахи в колоніях.
"Я вивчав властивості хмар і вивчав випадкові відображення світла серед хмарних частинок, подібно переміщенню мурахів всередині своєї колонії. Тому я подумав, що теорія мурашок може бути застосована і до снігу, оскільки сніг з'являється з хмар ", - пояснив Ху.
Точно так само, як мураха входить в колонію і безладно переміщається, перш ніж повернутися назад, фотон світла від лідара входить в сніг і розсіюється, зустрічаючи частинки снігу, поки не вийде і не буде виявлений телескопом на ICESat-2 (супутник спостереження за льодом, хмарами і сушею).
Застосувавши спеціальне модельне моделювання для перевірки рівняння аналогічного тому, яке використовувалося для оцінки того, як далеко може пройти мураха в колонії, дослідники виявили, що можна виміряти середню відстань, яку фотон пройшов у снігу. Це показало, що глибина снігу становила приблизно половину середньої відстані, яку фотон проходив всередині снігу.
Запущений у 2018 році ICESat-2 призначався для визначення глибини засніжених крижаних щитів Землі і морського льоду. Історично склалося так, що вимірювання глибини снігового покриву було складним завданням, оскільки вимагало об'єднання лідарних вимірювань з мікрохвильовими вимірами.
"Крижаний щит забезпечує водними ресурсами багато регіонів, включаючи західну частину США і деякі частини Європи, Африки та Азії. Глибина снігового покриву поряд з передбачуваною щільністю снігового покриву важлива для управління водними ресурсами ", - додав Ху.
Сніг відіграє важливу роль у регулюванні клімату, тому що він відображає сонячну енергію назад у космос і допомагає охолоджувати планету. Менша кількість снігу на Землі означатиме меншу відбивну здатність і більше глобальне потепління.
У той час як прогнозувати кількість опадів відносно легко, а кліматичні моделі постійно передбачають збільшення глобальної кількості опадів десь між 3 і 7%, оцінка того, як кількість снігопадів може зменшитися в регіонах середніх широт в результаті глобального потепління, набагато складніша.
Ху працював з іншими вченими в НАСА, Університеті Арізони, Технологічному інституті Стівенса і Ball Aerospace. Вони сподіваються, що вчені-кліматологи будуть все частіше використовувати властивості снігу, отримані за допомогою цього надійного фізичного методу, для своїх прогнозів.
«Я впевнений, що цей метод зробить революцію в тому, як ми прогнозуємо еволюцію снігового покриву в майбутньому і моделюємо зміни морського льоду, і ми вже працюємо над проектуванням супутників наступного покоління спеціально для визначення глибини снігового покриву», - сказав Ху.
Читайте далі
Як темна матерія «спілкується» з тією, з якою ми складаємося. Головне про нове дослідження
Пересадка кала може повернути старіння назад
Порівняйте, як зняли затемнення Місяця НАСА і Роскосмос