阿拉斯加大学费尔班克斯分校 阿拉斯加费尔班克斯附近的博南扎溪实验森林覆盖了塔纳河以北和帕克斯高速公路以南的区域，大致位于这张图片的中心
研究人员在森林里进行了实地测量，以测试他们根据这些图像推断永久冻土融化深度的新方法
信用:维罗妮卡·多佩尔 科学家们经常使用遥感无人机和卫星来记录气候变化如何影响永久冻土融化速度——这种方法在巴尔恩冻土带景观中很有效，那里没有任何东西阻挡视线
但是在北方地区，那里有世界上很大一部分永久冻土，模糊的植被甚至可以阻碍最先进的遥感技术
在一月份发表的一项研究中，德国和阿拉斯加大学费尔班克斯地球物理研究所的研究人员开发了一种利用卫星图像测量北方生态系统中永久冻土正上方融化深度的方法
他们没有试图仔细观察植被，而是提出了一个独特的解决方案，利用森林颜色的变化来推断冻土下面的深度
为了树木的森林 北半球的永久冻土层已经连续冻结了几十万年
然而，永久冻土正上方的土壤层更加动态——随着季节的变化而冻结和融化，随着它与地表不同类型的植被相互作用而生长或收缩
因为北方地区的永冻层经常被厚厚的森林覆盖，测量永冻层和活跃层的典型方法在苔原地区很有效——比如使用穿透土壤的脉冲激光或雷达——是无效的，并且会给出虚假的结果
阿拉斯加费尔班克斯大学地球物理研究所的研究员、该研究的合著者克里斯汀·威格尔说:“树冠会妨碍森林地区。”
“一些遥感仪器可以穿透植被，但解释需要专业知识
" 科学家们不再着眼于森林覆盖，而是转向各种间接方法
一种方法是对植被进行分类，以获得下面活动层大小的大致估计
结果可能不精确——类似于风景素描和高分辨率照片之间的差异
相反，第一作者、柏林理工学院的研究员维罗妮卡·多佩尔采取了不同的方法，她认为植物景观是一个连续体
“在天然森林中，你周围的植物不只是属于一个或另一个类别，它们之间没有梯度，”多佩尔说
“所以在我们的研究中，我们没有说我们有桦树为主的森林或黑云杉为主的森林，它们有相应的深或浅的永久冻土，而是用我们的卫星图像来观察两者之间的梯度
" 遥感调色板 为了实现这一目标，多佩尔获得了2018年夏天拍摄的阿拉斯加费尔班克斯市周围森林的卫星图像
为了知道她在看什么，多佩尔在同一个夏天在费尔班克斯外建立了超过65块10×10米的地块，在那里她识别了所有的树木和灌木，直接测量了活跃层的深度，并用全球定位系统记录了位置
通过使用全球定位系统坐标来定位卫星地图上的每个地块，多佩尔就可以说出给定地块中的物种总数是如何影响她在遥感图像中看到的这些地块的颜色的
“不同类型的植被在它们的光谱和反射率上会有完全不同的色调，我们可以用它们来绘制植被组成，”多佩尔说
以她的地块为颜色指南，反射率可以确定费尔班克斯以外大片森林和非森林地区的确切植被类型，并通过代理，可以估计同一地区的精确解冻深度
这种新方法不仅有望为气候建模提供更准确、更丰富的冻土深度估计，而且对北方地区的社区来说也是一种有价值的工具
当永久冻土融化时，径流在土壤中钻出通道，破坏了上方地形的稳定
这可能导致地面沉降和滑坡，危及生命并对基础设施构成风险
阿拉斯加80%以上的土地被永久冻土覆盖
随着这些沉积物继续融化，监测它们消失的创新方法将在多个方面发挥重要作用
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