Abstract:
Imagens do sensor Advanced Synthetic Aperture RADAR (ASAR) foram pré-processadas e aplicadas neste estudo para a detecção de áreas de derretimento superficial de geleiras da Península Antártica, durante os meses de novembro a março, nos períodos 2007/2008 e 2008/2009. Para a detecção dessas áreas, foi aplicado um algoritmo de classificação baseado em três limiares obtidos de estudos prévios: i) limiar de retroespalhamento da zona superficial de neve úmida na Península Antártica (ZSNU < -14 dB); ii) limiar altimétrico da ZSNU nas regiões norte e sul desta península (sul > 800 m e norte > 1200 m); e iii) limiar de imagem sintética, resultante da razão entre imagens sigma linear de verão e sigma linear de inverno (imagem sintética < 0,4). Na geração das imagens sintéticas, foram usadas imagens ASAR de mesma data das imagens da escala decibel, além de uma imagem de referência do inverno austral, como forma de detectar as áreas de derretimento baseado na sua variação sazonal de retroespalhamento. Os dados altimétricos da Península Antártica foram obtidos do Modelo Digital de Elevação do projeto RADARSAT Antarctic Mapping Project (RAMP DEM). Para extrair somente os dados da área continental, foi utilizado o limite da Península Antártica do projeto Antarctic Digital Database (ADD), atualizado por meio das imagens ASAR usadas neste estudo. A análise espacial das imagens ASAR classificadas indicou que a maior extensão e intensidade do derretimento superficial de neve ocorre nas plataformas de gelo George VI, Larsen C e Wilkins. Essas áreas de derretimento superficial estão relacionadas com a ocorrência de temperaturas médias do ar superficial positivas e mais elevadas nessas plataformas de gelo, observadas a partir de dados de estações meteorológicas do British Antarctic Survey. Constatou-se uma relação entre o aumento das áreas de derretimento com o aumento da temperatura do ar superficial, principalmente nos meses de janeiro e fevereiro de 2008. No verão austral de 2008/2009, ocorreram as maiores áreas de derretimento, atingindo 303.378,4 km², que corresponde a 55,7% da área total da Península Antártica. Todos os eventos de derretimento observados nas imagens ASAR classificadas estão provavelmente associados à elevação da temperatura atmosférica. Os resultados obtidos foram coerentes com os de outros estudos, confirmando que o derretimento superficial de geleiras, associado com condições meteorológicas relativamente quentes, é maior em áreas mais extensas, com elevações mais baixas e uniformes na Península Antártica, principalmente nas plataformas de gelo, geralmente expandindo-se durante a progressão do verão austral, da costa para o interior do continente, das baixas para altas latitudes, e das baixas para as altas elevações.
Images acquired from the Advanced Synthetic Aperture RADAR (ASAR) sensor were preprocessed and used in this study to detect superficial snowmelt areas on the Antarctic Peninsula, from November to March, in 2007/2008 and 2008/2009. To detect these areas, it was applied a classification algorithm based on three thresholds derived from prior studies: i) a backscattering threshold of the superficial Wet Snow Zone (WSZ) on the Antarctic Peninsula (WSZ < -14 dB); ii) an altimetric threshold of the WSZ in the northern and southern tips of this peninsula (south > 800 m and north > 1200 m); and iii) a synthetic image threshold, by rationing austral summer and winter sigma linear images (synthetic image < 0,4). To generate these synthetic images, we used ASAR images from the same date of the images in dB scale, and one winter reference image, in order to detect the snowmelt areas based on their seasonal variation of backscattering. The altimetric data of the Antarctic Peninsula were obtained from the RADARSAT Antarctic Mapping Project Digital Elevation Model (RAMP DEM). In order to mask the continental data, it was used the coastline from the Antarctic Digital Database (ADD) project, updated by the visual interpretation of the ASAR images used in this study. The spatial analysis of classified ASAR images indicated that the most extensive and intensive snowmelt areas occurs on the George VI, Larsen C and Wilkins Ice Shelves. These superficial snowmelt areas were related to positive and higher mean superficial air temperatures observed in these Ice Shelves, according to data registered by meteorological stations of the British Antarctic Survey. We also observed a good relationship between expansion of snowmelt areas with increase of superficial air temperatures, mainly in January and February, 2008. The largest snowmelt areas occurred in the 2008/2009 summer, reaching 303.378,4 km², which corresponded to 55.7% of the Antarctic Peninsula. All snowmelting events observed in the classified ASAR images were probably associated with the increase of superficial air temperature. The results of this study were consistent with those of other studies, confirming that the surface melting of glaciers, associated with relatively warm weather conditions, is greater in the largest areas, with lower and most uniform elevations in the Antarctic Peninsula, mainly in the Ice Shelves, generally expanding as the summer season progresses, from the coast toward the interior, from lower to higher latitudes, and from lower to higher elevations.
