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俄羅斯研發出北極土壤狀況衛星信息分析數學模型
日期:2020年05月27日 09:45     

  來自俄科院西伯利亞分院網站的報道,該分院克拉斯諾亞爾斯克科學中心物理所研發出北極土壤狀況衛星信息分析用途數學模型,可將所獲得的包括表層狀態、濕度和溫度等永凍土衛星信息轉換成程序可處理的數據并進行分析,所開發的軟件系統可詳細評估北極地區狀況,跟蹤永凍土對氣候變化的反應。相關成果發布在《International Journal of Remote Sensing》學術期刊。
  物理所開發的數學模型借助于衛星系統可確定北極土壤永凍土表層的狀況,其算法是建立在復介電常數測量基礎上的,適用于融化和冷凍的礦物質土壤,可監控永凍土表層的溫度、濕度等狀態參數。構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。在對土樣分析過程中發現,土壤是由被水層包裹著的細小顆粒組成,具有固定的介電性能,且數值主要取決于土壤的濕度,變量參數的減少使得科研人員簡化了所研發數學模型的復雜程度。
  隨著航天工業的發展,從衛星數據中獲得有關環境的信息越來越詳盡,科研人員將所研發的數學模型應用于大陸特定區域土壤參數衛星數據信息的處理,由此將遙感數據用于北極地區環境的研究,分析該地區生態問題產生的誘因,數據分析結果也證明了所研發數學模型對北極狀況監測的重要性。采用該模型可對北極永凍土表層包括溫度和濕度在內的狀況參數進行長期的分析,跟蹤冰川和永凍土地區的土壤融化和變化情況,由此評估氣候變化過程中北極地區有可能出現的生態風險。
  需要強調的是,土壤的介電常數值取決于礦物成分、濕度和溫度,而所研發的數學模型僅適合于北極永凍土,科研人員計劃進一步完善模型,將其應用范圍擴大至其它氣候地域,預計將所研發的全部算法納入一體,由此可形成通用型土壤狀況評估系統。
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