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The Use of Erts Photographs to Measure the Movement and Deformation of Sea Ice

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

J. F. Nye*
Affiliation:
H. H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol, Bristol BS8 ITL, England
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Is it justified to adopt a two-dimensional continuum model for the movement and large-scale deformation of pack ice? A preliminary study oi’ ERTS-1 photography shows that the details of the ice movement are readily measurable; the problem is not in the accuracy of the remote sensing but in the inherent graininess of the sea ice. There is a spatial variation of ice velocity on a scale of several hundreds of kilometres; smaller-scale variations are superimposed on this, but their amplitude is not enough to obscure the large-scale trend. A continuum model is applicable, but, because of the small-scale variations in the velocity of the sea ice itself, it is not meaningful to specify continuum strain-rates on a scale of, say, 100 km to more than a certain accuracy, If ERTS pictures are available during the AIDJEX main experiment they could provide the necessary strain and displacement measurements for comparison with the predictions of the AIDJEX model.

Résumé

Résumé

Convient-il d’utiliser un modèle continu bidimentionnel pour le mouvement et les déformations “grande échelle" de la banquise? Une étude préliminaire des photographies de satellite ERTS-I montre, que l’amplitude des mouvements de la glace est aisément mesurable. Le problème n’est pas dans la précision de la télédétection, mais dans la texture en grain, inhérente à la glace de mer. Il existe une variation spatiale de la vitesse à l’échelle de plusieurs centaines de kilomètres. Des variations à plus faible distance existent aussi, mais d’amplitude insuffisante pour perturber l’orientation à grande échelle. Un modèle continu est applicable, mais, du fait même des variations à petites échelles de la vitesse de la glace de mer, il n’est pas significatif de donner un champ des vitesses de déformation, à l’échelle d’environ 100km, avec une trop grande précision. Si les prises de vue d’ERTS sont disponibles durant la grande expérience AIDJEX, elles pourraient fournir les indispensables mesures des déformation et déplacement pour la comparaison avec celles déduites des modèles AIDJEX.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Darf man für die Bewegung und grossräumige Deformation von Packeis ein zweidimonsionales Kontinuum-Modell annehmen? Eine vorläufige Studie an Bildern vun ERTS-I zeigt, dass die Einzelheiten der Eisbewegung ohne weiteres messbar sind; das Problem liegt nicht in der Genauigkeit der Fernerkundung sondern in der dem Meeres eigenen Körnigkeit. Es gibt eine räumliche Änderung der Eisgcschwmdigkeit in der Grossenordnung von einigen hundert Kilometern; Änderungen kleineren Ausmasses sind dem überlagert, doch reicht ihre Amplitude nicht aus, die grossräumige Tendenz zu verwischen. Ein Konunuum-Modell ist anwendbar, doch infolge der kleinräumigeu Änderungen in der Geschwindigkeit des Meereises selbst ist es nicht sinnvoll, kontinuierliche Dchtiutigsgeschwindigkeiien in einem Bereich von, sagen wir, 100 km mit höherem Genauigkeitsgrad anzugeben. Sollten ERTS-Bilder während der Hauptphasc von AIDJEX verfügbar sein, so könnten sie die für den Vergleich mit den Vorhersagen des AlDJEX-Modelles notwendigen Dehnuiigs- und Verschiebuugsmessungen ermöglichen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1975
Figure 0

Fig. 1a.Arctic sea ice on 7 May 1973 (lat. 78°N., long. 126° W.). ERTS photograph no. E-1288-21151-5.

Figure 1

Fig. 1b.Approximately the same area as Figure 1a on 24 May 1973. ERTS photograph no. E-1305-21092-5.

Figure 2

Fig. 2.Drawn from Figures 1a and b to show the distortion of the ice over a 17 d period.

Figure 3

Fig. 3a.The variation of it, the x component of displacement, with distance x along a line. Period 21 to 23 March 1973-From ERTS photographs no. E-1241-21571-5,64-5, 62-5, 55-5, 53-5; E-1243-22084-5, 81-5, 75-5, 72-5, 70-5.

Figure 4

Fig. 3b.As for Figure 3a, but for a different area later in the year {14-16 June 1973). From ERTS photographs no. E-1326-21273-5, 70-5, 64-5; E-1328-21383-5, 81-5, 74-5.