Estimation of mass balance of Pine Island Glacier ice shelf, West Antarctica, using Landsat and CryoSat-2

Abstract

서남극 아문센 해에 위치한 Pine Island 빙하 빙붕(Pine Island Glacier ice shelf)는 서남극 지역에서 흐름속도의 가속화가 가장 빠르며, 기저용융(basal melting)에 의한 빙체 유출이 가장 큰 빙붕으로 알려져 있다. Pine Island 빙하 빙붕의 빙체 유출은 해빙의 형성 환경과 해양 생태계에 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라, 전 지구적 기후변화에도 크게 관여하고 있어 정밀한 규명이 필수적이다. 이 연구에서는 Landsat 다중분광영상과 CryoSat-2 레이더 고도계 자료를 활용하여 2011년부터 2014년까지 Pine Island 빙하 빙붕의 질량변화를 분석하였다. 먼저 2011-2014년에 획득된 Landsat-7 ETM+ 및 Landsat-8 OLI 다중분광영상에 영상정합 기법을 적용하여 빙붕의 연간 흐름속도를 추출하였다. 그리고 Cryosat-2 레이더 고도계로 관측된 Pine Island 빙하 빙붕의 표면고도 변화로부터 빙붕의 두께변화를 추정하였고, 이를 2009-2010년에 항공 레이더 탐사를 통해 구축된 빙붕의 두께에서 차분하여 2011년부터 2014년까지 매년 빙붕의 두께를 추정하였다. Landsat 다중분광 영상정합으로 추출된 빙붕의 흐름속도를 빙붕의 두께와 병합하여 흐름에 의한 질량변화를 규명하였다. 그리고 Cryosat-2 기반 빙붕의 두께 변화로부터 적설 및 승화에 의한 표면질량변화와 흐름에 의한 질량변화를 차분하여 기저용융에 의한 질량변화를 규명하였다. 빙붕의 표면질량변화는 Regional Atmosphere and Climate Model로 추정된 값을 사용하였다. Pine Island 빙하 빙붕의 두께감소율은 2011년부터 2013년까지 증가(최대 -8 m/yr)하다가, 2014년에 감소하였다(-3 m/yr). 그리고 빙붕의 두께감소는 흐름에 의한 질량변화보다 기저용융에 의한 질량변화에 크게 기인하는 것으로 분석되었다. 힌지영역에서 기저용융에 의한 질량유출은 2011년에 ~300 m/yr에서 2014년에 ~470 m/yr로 증가하였다. 현재 빙붕의 질량변화에 대한 정밀도 분석을 수행하고 있으며, 이를 통해 빙붕의 질량유출에 대한 더욱 정량적이고 정확한 분석 결과가 제시될 예정이다.