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Glacier Applications of Erts Images

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

R. M. Krimmel
Affiliation:
U.S. Geological Survey, Tacoma, Washington 98402, U.S.A.
M. F. Meier
Affiliation:
U.S. Geological Survey, Tacoma, Washington 98402, U.S.A.
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Abstract

The ERTS satellite’s sun-synchronous orbit covers the entire Earth horn lat. 81° N. to 81° S. every 18 d at approximately 10.00 a.m. ground time. The scanners on board have continued to relay images to Earth from the launch on 23 July 1972 to the present (summer 1974). Images from four spectral bands (0.5-1.I μm), with ground resolution of about 100 m. cover an area 185 km on a side. The resulting images have proved to be very useful for collecting certain basic data from glaciers.

Long-term surface velocities are readily determined by comparison of recent ERTS images with maps that have been produced from earlier data. Images have been used 10 measure velocities on the Malaspina Glacier over a 10 year period, surge displacements on the Lowell, Tenas Tikke. and Tweedsmuir Glaciers and Lednik Medvezhiy, and velocity at the margin of the Hubbard Glacier. Many surging glaciers are readily identifiable on (he images. Coverage from the satellite will allow surging glaciers to be identified world-wide which may help glaciologists to understand their peculiar geographical distribution. Images of large glaciers taken under conditions of low sun angle and complete snow cover show previously undetected subtle slope changes which can be interpreted as dynamic How features or reflections of subglacial topography.

ERTS imagery is providing new glacier data for several reasons: very large areas are covered repetitively with sufficient consistency to show subtle tonal changes, conditions of maximum and minimum snow cover, subtle morphologic features at low sun angle, and changes in position of glaciers.

Résumé

Résumé

L’orbite synchrone avec le soleil du satellite ERTS couvre la terre entière depuis la latitude 81° N. à 81° S. tous les 18 jours à environ 10 heures du matin de l’heure au sol. Les capteurs “scanners” du bord ont continué de transmettre vers la terre depuis le lancement le 23 juillet 1972 jusqu’à maintenant (été 1974). Les images dans 4 bandes du spectre (0,5 à 1,1 μm) avec une résolution au sol d’environ 100 m, couvrent une surface de 185 km de côté. Les images obtenues ont prouvé qu’elles étaient très utilisables pour recueillir certaines données de base sur les glaciers.

Des vitesses superficielles à long terme sont faciles à déterminer en comparant des images récentes d’ERTS avec des cartes rédigées à partir de données plus anciennes. On a utilisé ces images pour mesurer les vitesses du Malaspina Glacier sur une période de 10 ans, les déplacements rapides des glaciers en crue du Lowell Glacier, de Tenas Tikke Glacier, du Tweedsmuir Glacier et du Lednik Medvezhiy, et la vitesse latérale du Hubbard Glacier. Beaucoup de glaciers en crue sont aisément identifiables sur les images. La couverture par satellite va permettre d’identifier sur toute la surface du globe les glaciers en crue, ce qui permet aux glaciologues d’espérer comprendre leur distribution géographique particulière. Des images de grands glaciers prises sous un faible angle solaire et avec une couverture de neige complète montrent de légers changements de pente jusqu’ici non soupçonnés et que l’on peut interpréter, soit comme un phénomène dynamique d’écoulement ou comme des reflets de la topographie sous-glaciaire.

Les images ERTS fournissent de nouvelles données glaciologiques pour plusieurs raisons: de très grandes surfaces sont explorées de manière répétitive avec une précision suffisante pour déceler des changements très fins de coloration, les extensions minimales et maximales du couvert neigeux, des détails morphologiques infimes sous faible angle d’éclairement solaire et des changements dans la position des glaciers.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die sonnen-synchronc Umlaufbahn des ERTS-Satelliten erfasst die gesamte Erde von 81° N. bis 8l° S. alle t8 Tage jeweils um etwa 10h Ortszeit. Die Abtastgeräte an Bord haben seit dem Start am 23. Juli 197a bis heute (Sommer 1974) ununterbrochen Bilder zur Erde übermittelt. Bilder aus 4 Spektralbereichen (0,5-1,1 μm) mit einer Bodenauflösung von etwa loom überdecken jeweils quadratische Gebiete mit 185km Seitenlänge, Die ausgegebenen Bilder haben sich als sehr brauchbar für die Ermittlung gewisser Grunddaten über Gletscher erwiesen.

So lassen sich langfristige Fliessgeschwindigkeiten an der Oberfläche leicht durch Vergleich der ERTS-Bilder mit Karten aus früheren Aufnahmen bestimmen. Die Bilder dienten zur Messung von Geschwindigkeiten auf dem Malaspina-Glacier über eine Periode von 10 Jahren, von Ausbruchsverlagerungen am Lowell-, Tenas Tikke-. Tweedsmuir-Glacier und Lednik Medvezhiy und der Geschwindigkeit am Rande des Hubbard-Glaciers. Auf den Bildern sind viele ausbrechende Gletscher ohne weiteres zu erkennen. Die Satellitenaufnahmen ermöglichen die weltweite Erkennung ausbrechender Gletscher, woraus sich eine Hilfe für das Verständnis ihrer besonderen geographischen Verteilung ergehen kann. Bilder grosser Gletscher, die bei niedrigem Sonnenstand und unter völliger Schneebedeckung aufgenommen wurden, zeigen bisher unbekannte, leichte Neigungsänderungen, die als dynamische Flicssersrheinungen oder als Spiegelbilder der subglazialen Topographie gedeutet werden können.

ERTS-Bilder vermitteln neue Gletscherdaten aus folgenden Gründen: Sehr grosse Gebiete werden wiederholt mit ausreichender Häufigkeit erfasst, so dass sie geringfügige Hciligkeitswechsel, Zustände maximaler und minimaler Schneehederkung, feinste morphologische Erscheinungen bei niedrigem Sonnenstand sowie Lageänderungen der Gletscher erkennbar machen.

Information

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

Fig. 1. Density-contour scan of ER TS image of South Cascade Glaaer basin. The heavy dark line is the basin outline. Areas determined tu be snow free using the ERTS data ore shaded. The snow tine as determined from ground and aerial photography is dashed. The black dot indicates the resolution element of the scanning microscope and represents a circle 84 m in diameter. ERTS image 1394-18311-5 (11 August 1973).

Figure 1

Fig. 2. Malaspina Glacier with 10 year velocity vectors superimposed. Vectors were determined by direct comparison of an ERTS image with a previous map compiled from aerial photographs. ERTS image 1420-20102-6 ( 16 September 1973).

Figure 2

Fig. 3. Malaspina Glacier with new snow and a sun angle of 14° above the horizon. ERTS image 1204-30120-6 (12 February 1973).

Figure 3

Fig. 4. Enhancement of February ERTS image of Malaspina Glacier. A positive superimposed with its negative, but slightly offset, with greatly enhanced contrast, highlights slight tonal variations. ERTS image 1204-20120 (12 February 1973).

Figure 4

Fig. 5. Terminus positions of the Hubbard Cinder as determined from several ERTS images. Terminus displacement vector B is from 27 October 1972 to 5 April 1973 and surface velocity vectors A from 19 September 1972 to 21 October 1973.

Figure 5

Fig. 6. ERTS image of Tweedsmuir Glacier. ERTS image 1471-19520 [6 November 1973).

Figure 6

Fig. 7. Fig. 7. Tweedsmuir Glacier. Arrows tire surface velocity sectors; numbers by dots give the time interval. Shock-wave velocities were determined along lines A, B and C. All information here taken solely from ERTS images by L. R. Mayo, U.S. Geological Survey.

Figure 7

Fig. 8. Fig. 8. Shock-wave velocities along three longitudinal lines of Tweedsmuir Glacier during surge. Dashed lines are measured values, solid lines are inferred. Refer to Figure 7 for locations.

Figure 8

Fig. 9. A spectacular surge of the Tenas Tikke Glacier advanced the terminus i km before September 1972 (B) and an. additional 2 km by September 1973 (C). (A) is the pre-surge position of the terminus of the glacier. ERTS image 1416-19480 (12 September 1973).

Figure 9

Fig. 10. Fig. 10. Surge displacements measured on the Lowell Glacier by comparison of ERTS images to previously drawn maps, which were compiled from aerial photographs.

Figure 10

Fig. 11. ERTS image of Pamirs of Soviet Union. This image shows Lednik Medvezhiy after just completing a surge. Six surge-type and 16 glaciers with indistinct surge features hive been identified on this image. ERTS image 1354-05224-7 (l2 July 1973).