전 세계적으로 중요한 Thwaites Glacier의 변화를 모니터링하기 위해 개발된 AI

리즈 대학(College of Leeds)과 브리스톨 대학(College of Bristol)의 과학자 팀은 현미경 이미지에서 세포를 식별하기 위해 원래 개발된 AI 알고리즘을 채택하여 위성 이미지에서 얼음에 형성되는 크레바스를 발견했습니다. 크레바스는 빙하에 쌓이는 응력의 지표입니다.

스웨이츠는 남극 빙상에서 특히 중요한 부분인데, 이는 전 세계 해수면을 약 60센티미터 정도 올릴 수 있는 충분한 얼음을 보유하고 있고 많은 사람들이 급격한 후퇴의 위험에 처해 전 세계 해안 지역 사회를 위협하는 것으로 간주하기 때문입니다.

AI를 사용하면 과학자들이 이 중요한 빙하의 변화를 보다 정확하게 모니터링하고 모델링할 수 있습니다.

오늘(1월 9일 월요일) 저널에 게재됨 자연지질과학, 이 연구는 얼음이 바다로 흘러들어가 뜨기 시작하는 빙하 시스템의 일부에 초점을 맞췄습니다. 이것이 일어나는 곳은 접지선으로 알려져 있으며 Thwaites Japanese Ice Shelf와 Thwaites Glacier Ice Tongue의 시작점을 형성합니다. 이 역시 빙붕입니다.

전체 빙하의 크기에 비해 작음에도 불구하고 이러한 빙붕의 변화는 전체 빙하 시스템과 미래의 해수면 상승에 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다.

과학자들은 빙하의 크레바스 형성 또는 균열 형성이 얼음 흐름의 속도 변화에 따라 발생할 가능성이 더 높은지 알고 싶어했습니다.

알고리즘 개발

연구원들은 기계 학습을 사용하여 컴퓨터가 레이더 위성 이미지를 보고 지난 10년 동안의 변화를 식별하도록 가르쳤습니다. 이 이미지는 유럽 우주국(European Area Company)의 Sentinel-1 위성에 의해 촬영되었으며, 이 위성은 눈의 최상층과 빙하를 “볼” 수 있어 일반적으로 시야에서 숨겨진 얼음의 부서진 표면을 드러냅니다.

분석 결과 지난 6년 동안 Thwaites Glacier 얼음 혀는 속도가 두 번 빨라졌다가 느려졌다. 매번 약 40percent씩 속도가 느려졌습니다. 이는 과거 기록과 비교하여 속도 변화의 크기와 빈도가 크게 증가한 것입니다.

이 연구는 크레바스 형성과 얼음 흐름 속도 사이의 복잡한 상호 작용을 발견했습니다. 얼음 흐름이 빨라지거나 느려지면 더 많은 크레바스가 형성될 가능성이 있습니다. 차례로, 크레바스의 증가는 얼음과 하부 암석 사이의 마찰 수준이 변경됨에 따라 얼음의 속도를 변경합니다.

연구 저자이자 Leeds의 Satellite tv for pc Ice Dynamics 그룹의 빙하학자인 Anna Hogg 박사는 “빙붕의 동적 변화는 전통적으로 수십 년에서 수세기에 걸쳐 발생하는 것으로 생각되었기 때문에 이 거대한 빙하를 보는 것은 놀라운 일이었습니다. 너무 빨리 속도를 높이거나 낮추세요.”

“이 연구는 또한 골절이 얼음의 흐름을 푸는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여줍니다. 이는 ‘언버트리싱(unbuttressing)’으로 알려진 과정입니다.

“빙상 모델은 얼음이 부서질 수 있다는 사실을 설명하도록 진화해야 하며, 이를 통해 미래의 해수면 기여도를 보다 정확하게 측정할 수 있습니다.”

이 논문의 주저자이자 Leeds의 박사 연구원인 Trystan Surawy-Stepney는 다음과 같이 덧붙였습니다. “이 연구의 좋은 점은 크레바스가 매핑된 정확도입니다.

“크레바싱이 빙붕 역학의 중요한 구성 요소라는 것은 한동안 알려져 왔으며 이 연구는 매주 획득한 위성 이미지의 홍수에 적용되는 컴퓨터 비전 기술을 사용하여 아름다운 해상도로 대규모로 이 링크를 연구할 수 있음을 보여줍니다. .”

지구 궤도를 도는 위성은 과학자들에게 남극 대륙에서 가장 멀리 떨어져 있고 접근하기 어려운 지역에 대한 새로운 데이터를 제공합니다. Sentinel-1에 탑재된 레이더를 사용하면 Thwaites Glacier와 같은 장소를 밤낮으로, 매주, 일년 내내 이미지화할 수 있습니다.

유럽우주국(European Area Company)의 Mark Drinkwater 박사는 “Sentinel-1이 제공하는 대량의 고해상도 데이터 없이는 이와 같은 연구가 불가능할 것입니다. 향후 임무를 계속 계획함으로써 우리는 이와 같은 지원 작업을 계속하고 확장할 수 있습니다. 지구 기후 시스템의 중요한 영역에 대한 과학적 연구의 범위.”

Thwaites Glacier Ice Tongue의 경우 이러한 단기적 변화가 빙하의 장기적 역학에 어떤 영향을 미치는지, 아니면 단순히 빙하의 끝 부분에 가까운 빙붕의 고립된 증상인지는 두고 봐야 합니다.

리즈 대학의 트리스탄 수라위-스텝니, 안나 E. 호그, 벤자민 J. 데이비슨이 저술한 논문 – “스웨이츠 빙하 얼음 혀의 손상과 관련된 일화적 동적 변화”; 브리스톨 대학교의 Stephen L. Cornford.