ABOUT THE SPEAKER
Dustin Schroeder - Radio glaciologist
Dustin Schroeder develops and uses geophysical radar to study Antarctica, Greenland and the icy moons of Jupiter.

Why you should listen

Dustin Schroeder draws on techniques and approaches from defense technologies, telecommunication, resource exploration and radio astronomy to understand the evolution and stability of ice sheets and their contributions to sea level rise. He is an assistant professor of geophysics and (by courtesy) of electrical engineering at Stanford University where he is also an affiliate of the Woods Institute for the Environment. He has participated in three Antarctic field seasons with the ICECAP project and NASA’s Operation Ice Bridge.

Schroeder is a Science Team Member on the Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON) instrument on NASA's Europa Clipper Mission and the Mini-RF instrument on NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). He is also the Chair of the Earth and Space Sciences Committee for the National Science Olympiad.

More profile about the speaker
Dustin Schroeder | Speaker | TED.com
TEDxStanford

Dustin Schroeder: How we look kilometers below the Antarctic ice sheet

達斯汀許洛德: 我們要如何去觀察南極大冰原底下數公里的狀況

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南極是個廣大且動態的地方,但雷達科技──從二次大戰時期的底片到精密的微型感測器──讓科學家得以觀察並了解在大陸的冰底下所發生的細部改變。加入無線電冰河學家達斯汀許洛德,讓我們一起飛到南極上空,看看能穿透冰的雷達如何協助我們了解未來的水平面上升──以及融冰對於我們所有人的意義是什麼。
- Radio glaciologist
Dustin Schroeder develops and uses geophysical radar to study Antarctica, Greenland and the icy moons of Jupiter. Full bio

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00:12
I'm a radio無線電 glaciologist冰川學家.
0
929
2087
我是無線電冰河學家。
00:15
That means手段 that I use radar雷達
to study研究 glaciers冰川 and ice sheets床單.
1
3397
3872
意思就是說,我用雷達
來研究冰河和大冰原。
00:19
And like most glaciologists冰川學家 right now,
2
7705
2023
和現在大部分的冰河學家一樣,
00:21
I'm working加工 on the problem問題 of estimating估計
3
9752
2068
我在努力解決的問題是估計
00:23
how much the ice is going to contribute有助於
to sea level水平 rise上升 in the future未來.
4
11844
4160
在未來,冰對於海平面
上升的影響會有多大。
00:28
So today今天, I want to talk to you about
5
16367
1775
所以,今天,我想和各位談的是
為什麼這麼難預測
海平面上升的數字,
00:30
why it's so hard to put good numbers數字
on sea level水平 rise上升,
6
18166
3737
00:33
and why I believe that by changing改變
the way we think about radar雷達 technology技術
7
21927
4040
以及為什麼我相信藉由
改變我們對雷達技術
00:37
and earth-science地球科學 education教育,
8
25991
1388
以及地球科學教育的看法,
00:39
we can get much better at it.
9
27403
1754
我們就能把預測做得更好。
00:42
When most scientists科學家們
talk about sea level水平 rise上升,
10
30030
2302
當大部分科學家談到海平面上升時,
00:44
they show顯示 a plot情節 like this.
11
32356
1381
他們會展示這類的圖。
00:45
This is produced生成 using運用 ice sheet
and climate氣候 models楷模.
12
33761
2786
這張圖是用大冰原
和氣候模型產生出來的。
00:48
On the right, you can see
the range範圍 of sea level水平
13
36966
2341
在右邊,各位能看見海平面的範圍,
00:51
predicted預料到的 by these models楷模
over the next下一個 100 years年份.
14
39331
3198
是用這些模型針對
未來一百年所做的預測。
00:54
For context上下文, this is current當前 sea level水平,
15
42553
2952
背景說明:這是目前的海平面,
00:57
and this is the sea level水平
16
45529
1398
海平面超過這個高度時,
00:58
above以上 which哪一個 more than 4 million百萬 people
could be vulnerable弱勢 to displacement移位.
17
46951
3554
有超過四百萬人會受到遷移的影響。
01:02
So in terms條款 of planning規劃,
18
50863
1770
所以,就規劃而言,
01:04
the uncertainty不確定 in this plot情節
is already已經 large.
19
52657
3182
在這張圖上的不確定性已經很高了。
01:07
However然而, beyond that, this plot情節 comes
with the asterisk星號 and the caveat警告,
20
55863
4674
然而,在那之外,這張圖
還帶著星號和警告的訊息:
01:12
"... unless除非 the West西 Antarctic南極洲
Ice Sheet collapses崩潰."
21
60561
2921
「……除非西南極冰蓋崩解。」
01:15
And in that case案件, we would be talking
about dramatically顯著 higher更高 numbers數字.
22
63506
3563
若那狀況發生,我們要談的
數字又會明顯更高了。
01:19
They'd他們會 literally按照字面 be off the chart圖表.
23
67093
1968
它們會在這張圖的範圍之外。
01:21
And the reason原因 we should take
that possibility可能性 seriously認真地
24
69671
3065
我們應該要認真看待
那種可能性的原因,
01:24
is that we know from the geologic地質
history歷史 of the Earth地球
25
72760
2580
是我們從地球的地質史可以知道,
01:27
that there were periods in its history歷史
26
75364
2158
在歷史上的某些時期,
01:29
when sea level水平 rose玫瑰
much more quickly很快 than today今天.
27
77546
2641
海平面上升的速度比現今還快很多。
01:32
And right now, we cannot不能 rule規則 out
28
80211
2025
現在,我們無法排除
01:34
the possibility可能性 of that
happening事件 in the future未來.
29
82260
2452
那種現象在未來發生的可能性。
01:37
So why can't we say with confidence置信度
30
85625
3136
所以,為什麼我們無法有信心地說出
01:40
whether是否 or not a significant重大 portion一部分
of a continent-scale大洲規模 ice sheet
31
88785
5197
和大陸一樣大的一塊大冰原
是否有明顯的一部分
01:46
will or will not collapse坍方?
32
94006
2101
將會或者將不會崩解?
01:48
Well, in order訂購 to do that, we need models楷模
33
96799
1985
要做到這一點,我們需要模型,
01:50
that we know include包括 all of the processes流程,
conditions條件 and physics物理
34
98808
3581
且模型必須要
含有與這類崩解相關的
01:54
that would be involved參與
in a collapse坍方 like that.
35
102413
2398
過程、條件、物理學。
01:57
And that's hard to know,
36
105206
1460
那些資訊很難知道,
01:58
because those processes流程
and conditions條件 are taking服用 place地點
37
106690
2734
因為那些過程和條件是發生在
02:01
beneath下面 kilometers公里 of ice,
38
109448
1839
冰底下數公里深的地方,
02:03
and satellites衛星, like the one
that produced生成 this image圖片,
39
111311
2550
而衛星,比如產出這張影像的衛星,
02:05
are blind to observe them.
40
113885
1425
無法觀察到它們。
02:07
In fact事實, we have much more comprehensive全面
observations意見 of the surface表面 of Mars火星
41
115713
4284
事實上,我們對於火星表面的觀察,
02:12
than we do of what's beneath下面
the Antarctic南極洲 ice sheet.
42
120021
2662
還比南極冰蓋底下更全面。
02:15
And this is even more challenging具有挑戰性的
in that we need these observations意見
43
123829
3207
更困難的是,我們需要的觀察資料
02:19
at a gigantic巨大 scale規模
in both space空間 and time.
44
127060
3196
在空間和時間的規模上都非常龐大。
02:22
In terms條款 of space空間, this is a continent大陸.
45
130687
2248
就空間來說,這是一塊大陸。
02:25
And in the same相同 way that in North America美國,
46
133322
2120
就如同在北美洲,
02:27
the Rocky洛基 Mountains, Everglades大沼澤地
and Great Lakes regions地區 are very distinct不同,
47
135466
4040
落磯山脈、佛羅里達大沼澤、
五大湖區域是非常明顯的,
02:31
so are the subsurface表面下的
regions地區 of Antarctica南極洲.
48
139530
2991
在南極的表面區域亦是如此。
02:34
And in terms條款 of time, we now know
49
142545
1643
就時間來說,我們現在知道
02:36
that ice sheets床單 not only evolve發展 over
the timescale時間表 of millennia千年 and centuries百年,
50
144212
4341
大冰原的演化並不只能從
千年和百年才看得出來,
02:40
but they're also changing改變
over the scale規模 of years年份 and days.
51
148577
3786
它們其實每年、每天都在改變。
02:44
So what we want is observations意見
beneath下面 kilometers公里 of ice
52
152387
4309
所以我們想要的是:
觀察在冰底下數公里深的地方,
02:48
at the scale規模 of a continent大陸,
53
156720
1929
範圍規模要和一塊大陸一樣大,
02:50
and we want them all the time.
54
158673
1645
且所有時間點的資料都要有。
02:53
So how do we do this?
55
161014
1400
所以,我們要怎麼做?
02:54
Well, we're not totally完全 blind
to the subsurface表面下的.
56
162814
4056
我們並非完全看不見
表層以下的地方。
02:58
I said in the beginning開始
that I was a radio無線電 glaciologist冰川學家,
57
166894
2670
在一開始我有提到
我是無線電冰河學家,
03:01
and the reason原因 that that's a thing
58
169588
1878
這一點之所以很重要,
03:03
is that airborne空降 ice-penetrating穿透冰 radar雷達
is the main主要 tool工具 we have
59
171490
3770
是因為空載且能穿透冰的雷達,
是我們用來看大冰原
裡面的主要工具。
03:07
to see inside of ice sheets床單.
60
175284
1596
03:09
So most of the data數據 used by my group
is collected by airplanes飛機
61
177212
3846
所以,我的小組所用的大部分資料,
都是用飛機搜集的資料,
03:13
like this World世界 War戰爭 II-era二-時代 DC-直流3,
62
181082
2225
像這架二次大戰時期的 DC-3,
03:15
that actually其實 fought戰鬥
in the Battle戰鬥 of the Bulge.
63
183331
2452
它真的打過突出部之役。
03:17
You can see the antennas天線
underneath the wing翅膀.
64
185807
2580
你們可以看到在機翼下面的天線。
03:20
These are used to transmit發送
radar雷達 signals信號 down into the ice.
65
188411
3730
它們是用來把雷達訊號
向下傳輸到冰裡面。
03:24
And the echos回聲 that come back
contain包含 information信息
66
192165
2453
反射回來的電波資訊就能說明
03:26
about what's happening事件 inside
and beneath下面 the ice sheet.
67
194642
2937
在大冰原內部和底下發生的狀況。
03:30
While this is happening事件,
68
198530
1317
在進行的同時,
03:31
scientists科學家們 and engineers工程師
are on the airplane飛機
69
199871
2285
科學家和工程師會在飛機上,
03:34
for eight hours小時 at a stretch伸展,
70
202180
1487
八小時完全不休息,
03:35
making製造 sure that the radar's雷達的 working加工.
71
203691
1869
確保雷達的運作順利。
03:37
And I think this is actually其實
a misconception誤解
72
205996
2541
我認為,人們對於這種
實地調查工作有一種誤解,
03:40
about this type類型 of fieldwork實習,
73
208561
1444
03:42
where people imagine想像
scientists科學家們 peering窺視 out the window窗口,
74
210029
3147
把這種工作想像成
科學家從窗戶向外窺視,
03:45
contemplating考慮 the landscape景觀,
its geologic地質 context上下文
75
213200
2914
凝視著地景以及其地質環境,
03:48
and the fate命運 of the ice sheets床單.
76
216138
1718
深思著大冰原的命運。
03:50
We actually其實 had a guy from the BBC's英國廣播公司
"Frozen凍結的 Planet行星" on one of these flights航班.
77
218327
3623
其實在飛機上有一個 BBC
《冰凍星球》節目的人同行。
03:53
And he spent花費, like, hours小時
videotaping偷拍 us turn knobs旋鈕.
78
221974
2722
他花了數小時的時間
在拍攝我們轉動旋鈕。
03:57
(Laughter笑聲)
79
225046
2603
(笑聲)
03:59
And I was actually其實 watching觀看 the series系列
years年份 later後來 with my wife妻子,
80
227673
3376
多年後,我和我太太
一起看這系列節目,
04:03
and a scene現場 like this came來了 up,
and I commented評論 on how beautiful美麗 it was.
81
231073
3423
出現了一個像這樣的景,
我說著它有多麼美麗。
04:07
And she said, "Weren't you
on that flight飛行?"
82
235001
2930
她說:「你不是在那台飛機上嗎?」
04:09
(Laughter笑聲)
83
237955
1159
(笑聲)
04:11
I said, "Yeah, but I was looking
at a computer電腦 screen屏幕."
84
239138
2945
我說:「是啊,
但我都在看電腦螢幕。」
04:14
(Laughter笑聲)
85
242107
1256
(笑聲)
04:15
So when you think
about this type類型 of fieldwork實習,
86
243387
2207
所以,別把這類的實地調查工作
04:17
don't think about images圖片 like this.
87
245618
2023
想像成這樣的畫面。
04:19
Think about images圖片 like this.
88
247665
1691
而是要想成這樣的畫面。
04:21
(Laughter笑聲)
89
249380
1163
(笑聲)
04:22
This is a radargramradargram, which哪一個 is
a vertical垂直 profile輪廓 through通過 the ice sheet,
90
250567
3342
這是雷達圖像,
整個大冰原的垂直剖面,
04:25
kind of like a slice of cake蛋糕.
91
253933
1484
有一點像一片蛋糕。
04:27
The bright layer on the top最佳
is the surface表面 of the ice sheet,
92
255768
2849
上方亮色的那一層
是大冰原的表面,
04:30
the bright layer on the bottom底部
is the bedrock基岩 of the continent大陸 itself本身,
93
258641
3330
底下亮色的那一層
是大陸本身的床岩,
04:33
and the layers in between之間
are kind of like tree rings戒指,
94
261995
2526
中間的各層有點像是年輪,
04:36
in that they contain包含 information信息
about the history歷史 of the ice sheet.
95
264545
3207
包含了大冰原歷史的資訊。
04:39
And it's amazing驚人
that this works作品 this well.
96
267776
2230
能有這麼好的結果,
是很不可思議的。
04:42
The ground-penetrating地面穿透
radars雷達 that are used
97
270321
2018
能夠穿透地面的雷達,
用來調查道路基礎設施
或是偵測地雷的那種,
04:44
to investigate調查 infrastructures基礎設施 of roads道路
or detect檢測 land土地 mines礦山
98
272363
2928
04:47
struggle鬥爭 to get through通過
a few少數 meters of earth地球.
99
275315
2159
要穿過幾公尺的陸地都很困難了。
04:49
And here we're peering窺視
through通過 three kilometers公里 of ice.
100
277498
2756
在這裡,我們能穿過三公里的冰。
04:52
And there are sophisticated複雜的, interesting有趣,
electromagnetic電磁 reasons原因 for that,
101
280278
3840
這背後有著很複雜
且有趣的電磁理由,
04:56
but let's say for now that ice
is basically基本上 the perfect完善 target目標 for radar雷達,
102
284142
4151
但在這裡我們姑且就說
冰是雷達的完美目標,
05:00
and radar雷達 is basically基本上
the perfect完善 tool工具 to study研究 ice sheets床單.
103
288317
3228
而基本上雷達也是研究
大冰原的完美工具。
這些是飛行路線,
05:04
These are the flight飛行 lines
104
292641
1279
05:05
of most of the modern現代 airborne空降
radar-sounding雷達探測 profiles型材
105
293944
3044
沿這些路線,我們從
南極各地取得大部分的
現代空載雷達探測數據。
05:09
collected over Antarctica南極洲.
106
297012
1714
05:10
This is the result結果
of heroic英勇 efforts努力 over decades幾十年
107
298750
2970
這是來自不同國家的團隊
05:13
by teams球隊 from a variety品種 of countries國家
and international國際 collaborations合作.
108
301744
3625
以及國際合作,投入
數十年努力的結果。
05:17
And when you put those together一起,
you get an image圖片 like this,
109
305672
2857
把這些都整合起來,
就會得到像這樣的影像,
05:20
which哪一個 is what the continent大陸
of Antarctica南極洲 would look like
110
308553
2706
這就是把南極大陸上面的冰
05:23
without all the ice on top最佳.
111
311283
1346
去除後的樣子。
05:25
And you can really see the diversity多樣
of the continent大陸 in an image圖片 like this.
112
313958
4532
在這樣的影像中,
可以真正看到大陸的多樣性。
05:30
The red features特徵
are volcanoes火山 or mountains;
113
318514
2412
紅色區域代表火山或山岳;
05:32
the areas that are blue藍色
would be open打開 ocean海洋
114
320950
2110
藍色區域是開放海洋,
05:35
if the ice sheet was removed去除.
115
323084
1580
如果把冰除去的話。
05:36
This is that giant巨人 spatial空間的 scale規模.
116
324688
2634
那是巨大的空間尺度。
05:39
However然而, all of this
that took decades幾十年 to produce生產
117
327807
3001
然而,要花數十年時間才能
05:42
is just one snapshot快照 of the subsurface表面下的.
118
330832
3002
產出一張表面底下的快照。
05:46
It does not give us any indication跡象
of how the ice sheet is changing改變 in time.
119
334220
4213
這樣還無法看出大冰原
如何隨著時間改變。
05:51
Now, we're working加工 on that,
because it turns out
120
339338
2417
我們正在努力,因為結果發現,
05:53
that the very first radar雷達 observations意見
of Antarctica南極洲 were collected
121
341779
3449
最早的南極雷達觀測資料
05:57
using運用 35 millimeter毫米 optical光纖 film電影.
122
345252
2378
是用 35 毫米的光學底片收集的。
06:00
And there were thousands數千
of reels捲軸 of this film電影
123
348021
2191
這種底片有數千卷之多,
06:02
in the archives檔案 of the museum博物館
of the Scott斯科特 Polar極性 Research研究 Institute研究所
124
350236
3254
都存放在史考特
極地研究中心的博物館中,
06:05
at the University大學 of Cambridge劍橋.
125
353514
1502
位在劍橋大學內。
06:07
So last summer夏季, I took
a state-of-the-art最先進的 film電影 scanner掃描器
126
355040
2581
所以,去年夏天,
我拿了最先進的掃瞄器,
06:09
that was developed發達 for digitizing數字化
Hollywood好萊塢 films影片 and remasteringremastering them,
127
357645
3556
它是為了將好萊塢電影
給數位化和重製而設計的,
06:13
and two art藝術 historians歷史學家,
128
361225
1151
與兩位藝術歷史學家
06:14
and we went over to England英國,
put on some gloves手套
129
362400
2218
一同前往英國,戴上手套,
06:16
and archived存檔 and digitized數字化
all of that film電影.
130
364642
2514
把所有那些底片都建檔和數位化。
06:19
So that produced生成 two million百萬
high-resolution高分辨率 images圖片
131
367744
3095
結果產出了兩百萬張
高解析度的影像,
06:22
that my group is now working加工
on analyzing分析 and processing處理
132
370863
3198
現在我的小組正在
努力分析和處理它們,
06:26
for comparing比較 with contemporary現代的
conditions條件 in the ice sheet.
133
374085
2944
來和同時期大冰原內的狀況做比較。
06:29
And, actually其實, that scanner掃描器 --
I found發現 out about it
134
377458
2392
其實,那台掃瞄器──我是從
06:31
from an archivist檔案 at the Academy學院
of Motion運動 Picture圖片 Arts藝術 and Sciences科學.
135
379874
3386
電影藝術與科學學院的
檔案保管員那裡得知的。
06:35
So I'd like to thank the Academy學院 --
136
383284
2524
所以,我要感謝影藝學院──
(註:模仿奧斯卡得主致辭)
06:37
(Laughter笑聲)
137
385832
2245
(笑聲)
06:40
for making製造 this possible可能.
138
388101
1318
讓這一切得以成真。
06:41
(Laughter笑聲)
139
389443
1055
(笑聲)
06:42
And as amazing驚人 as it is
140
390522
1697
我們能夠看到五十年前,
06:44
that we can look at what was happening事件
under the ice sheet 50 years年份 ago,
141
392243
3636
在冰底下發生的狀況,
雖然這是很了不起的事,
06:47
this is still just one more snapshot快照.
142
395903
2682
但這也只是多看到一張快照而已。
06:50
It doesn't give us observations意見
143
398609
2117
它還沒辦法提供我們
06:52
of the variation變異 at the annual全年
or seasonal時令的 scale規模,
144
400750
3173
每年或每季的變化觀測資料,
06:55
that we know matters事項.
145
403947
1336
我們知道這些資料很重要。
06:57
There's some progress進展 here, too.
146
405926
1564
還是有一些進展。
06:59
There are these recent最近 ground-based陸基
radar雷達 systems系統 that stay in one spot.
147
407514
3524
最近有些地面雷達系統
可以固定在一個地點。
07:03
So you take these radars雷達
and put them on the ice sheet
148
411062
2613
所以你可以把這類的
雷達放到大冰原上,
07:05
and you bury埋葬 a cache高速緩存 of car汽車 batteries電池.
149
413699
1890
並貯藏許多汽車電池來供電。
07:07
And you leave離開 them out there
for months個月 or years年份 at a time,
150
415613
2810
你可以把它們留在那裡
數個月或數年,
07:10
and they send發送 a pulse脈衝 down
into the ice sheet
151
418447
2112
它們每分鐘或每小時就會將脈衝
07:12
every一切 so many許多 minutes分鐘 or hours小時.
152
420583
1498
向下發送到大冰原裡。
07:14
So this gives you
continuous連續 observation意見 in time --
153
422105
2407
這樣就能得到
連續時間的觀測資料──
07:16
but at one spot.
154
424958
1150
但只是單點的。
07:18
So if you compare比較 that imaging成像 to the 2-D-D
pictures圖片 provided提供 by the airplane飛機,
155
426418
4390
如果你把那成像結果放到
飛機提供的二維圖片上,
07:22
this is just one vertical垂直 line.
156
430832
1857
其實只是一條垂直線。
07:25
And this is pretty漂亮 much
where we are as a field領域 right now.
157
433498
2856
大致上,這就是我們
目前在努力的領域。
07:28
We can choose選擇 between之間
good spatial空間的 coverage覆蓋
158
436378
2658
我們可以選擇涵蓋很大的空間面積,
07:31
with airborne空降 radar雷達 sounding聽起來
159
439060
1493
用空載雷達探測;
07:32
and good temporal coverage覆蓋 in one spot
with ground-based陸基 sounding聽起來.
160
440577
3809
或選擇涵蓋長時間範圍、
單一地點,用陸基雷達探測。
07:36
But neither也不 gives us what we really want:
161
444410
2311
但兩個選項都無法提供我們想要的:
07:38
both at the same相同 time.
162
446745
1341
我們想同時得到兩者。
07:40
And if we're going to do that,
163
448753
1437
如果我們要那麼做,
07:42
we're going to need totally完全 new ways方法
of observing觀察 the ice sheet.
164
450214
3007
我們會需要用全新的
方式來觀察大冰原。
07:45
And ideally理想, those should be
extremely非常 low-cost低成本
165
453245
2721
理想上,那些方式的
成本應該要極低,
07:47
so that we can take lots
of measurements測量 from lots of sensors傳感器.
166
455990
3235
這樣我們才能從許多
感測器取得許多測量值。
07:51
Well, for existing現有 radar雷達 systems系統,
167
459871
2143
就目前既有的雷達系統而言,
07:54
the biggest最大 driver司機 of cost成本
is the power功率 required需要
168
462038
3044
最耗成本的部分是在電力,
07:57
to transmit發送 the radar雷達 signal信號 itself本身.
169
465106
2297
用來發射雷達訊號。
08:00
So it’d be great if we were able能夠
to use existing現有 radio無線電 systems系統
170
468187
3295
所以,如果我們
能用在環境中既有的
08:03
or radio無線電 signals信號
that are in the environment環境.
171
471506
2722
雷達系統或雷達訊號,那就很棒了。
08:06
And fortunately幸好, the entire整個 field領域
of radio無線電 astronomy天文學
172
474252
2849
不幸的是,整個無線電天文學領域
08:09
is built內置 on the fact事實 that there
are bright radio無線電 signals信號 in the sky天空.
173
477125
3785
都建立在一個基礎事實上:
天空中有明亮的無線電訊號。
08:12
And a really bright one is our sun太陽.
174
480934
2301
而最明亮的訊號就是太陽。
08:15
So, actually其實, one of the most exciting扣人心弦
things my group is doing right now
175
483259
3460
所以,我的小組現在正在進行的
最讓人興奮的事情之一,
08:18
is trying to use the radio無線電 emissions排放
from the sun太陽 as a type類型 of radar雷達 signal信號.
176
486743
3587
就是嘗試使用太陽放射的
無線電來當作一種雷達訊號。
08:22
This is one of our field領域 tests測試 at Big Sur蘇爾.
177
490354
2187
這是我們在大索爾的實地測試之一。
08:24
That PVCPVC pipe ziggurat通靈塔 is an antenna天線 stand
some undergrads本科生 in my lab實驗室 built內置.
178
492565
4158
聚氯乙烯管做成的塔是個天線架,
我的實驗室中的一些大學生打造的。
08:29
And the idea理念 here
is that we stay out at Big Sur蘇爾,
179
497100
2983
這裡的想法是,
我們在大索爾待在戶外,
08:32
and we watch the sunset日落
in radio無線電 frequencies頻率,
180
500107
2438
我們去看日落的無線電頻率,
08:34
and we try and detect檢測 the reflection反射
of the sun太陽 off the surface表面 of the ocean海洋.
181
502569
4561
並試著偵測太陽照在
海洋表面所形成的反射。
08:39
Now, I know you're thinking思維,
"There are no glaciers冰川 at Big Sur蘇爾."
182
507585
3796
我知道你們在想:
「在大索爾沒有冰河。」
08:43
(Laughter笑聲)
183
511405
1085
(笑聲)
08:44
And that's true真正.
184
512514
1158
的確如此。
08:45
(Laughter笑聲)
185
513696
1180
(笑聲)
08:46
But it turns out that detecting檢測
the reflection反射 of the sun太陽
186
514900
3700
但結果發現,偵測太陽
照射在海洋表面的反射,
08:50
off the surface表面 of the ocean海洋
187
518624
1358
和偵測大冰原底部的反射,
08:52
and detecting檢測 the reflection反射
off the bottom底部 of an ice sheet
188
520006
2802
在地球物理學上是極度相似的。
08:54
are extremely非常 geophysicallygeophysically similar類似.
189
522832
1741
08:56
And if this works作品,
190
524597
1199
如果這是可行的,
08:57
we should be able能夠 to apply應用 the same相同
measurement測量 principle原理 in Antarctica南極洲.
191
525820
3405
我們應該可以把同樣的
測量原則應用到南極。
09:01
And this is not
as far-fetched牽強 as it seems似乎.
192
529249
2040
這並沒有看起來得那麼牽強。
09:03
The seismic地震 industry行業 has gone走了 through通過
a similar類似 technique-development技術開發 exercise行使,
193
531313
3753
地震產業就已經完成了
一個類似的技術發展實做,
09:07
where they were able能夠 to move移動
from detonating引爆 dynamite炸藥 as a source資源,
194
535090
3130
他們從將引爆炸藥當作來源,
09:10
to using運用 ambient周圍 seismic地震 noise噪聲
in the environment環境.
195
538244
2489
變成是用環境中的震測雜波。
09:12
And defense防禦 radars雷達 use TV電視 signals信號
and radio無線電 signals信號 all the time,
196
540757
3833
防禦雷達也總是在用
電視訊號以及廣播訊號,
09:16
so they don't have to transmit發送
a signal信號 of radar雷達
197
544614
2579
這樣他們就不用發出一個雷達訊號,
09:19
and give away their position位置.
198
547217
1651
暴露出他們的所在位置。
09:21
So what I'm saying is,
this might威力 really work.
199
549280
2598
所以,我的意思是,
這很有可能是可行的。
09:23
And if it does, we're going to need
extremely非常 low-cost低成本 sensors傳感器
200
551902
3202
如果可行,我們就會
需要極低成本的感測器,
09:27
so we can deploy部署 networks網絡 of hundreds數以百計
or thousands數千 of these on an ice sheet
201
555128
3589
才能在大冰原上部署含有
數百或數千個感測器的網路,
09:30
to do imaging成像.
202
558741
1151
來進行成像。
09:31
And that's where the technological技術性 stars明星
have really aligned對齊 to help us.
203
559916
3606
那對我們而言,可說是
科技上的天時地利人和。
09:35
Those earlier radar雷達 systems系統 I talked about
204
563546
2404
我先前談到的早期雷達系統,
09:37
were developed發達 by experienced有經驗的
engineers工程師 over the course課程 of years年份
205
565974
3633
是由有經驗的工程師,
花了數年時間,
在國家提供的場所中,
用昂貴的專門設備開發出來的。
09:41
at national國民 facilities設備
206
569631
1349
09:43
with expensive昂貴 specialized專門 equipment設備.
207
571004
1976
09:45
But the recent最近 developments發展
in software-defined軟件定義 radio無線電,
208
573354
2890
但因為近期開發出了軟體無線電,
09:48
rapid快速 fabrication製造 and the maker製作者 movement運動,
209
576268
2246
加上快速製造,以及自造者運動,
09:50
make it so that it's possible可能
for a team球隊 of teenagers青少年
210
578538
2952
讓在我實驗室中工作的
一個青少年團隊,
09:53
working加工 in my lab實驗室 over the course課程
of a handful少數 of months個月
211
581514
2642
能夠花短短幾個月的時間,
09:56
to build建立 a prototype原型 radar雷達.
212
584180
1445
就建造出一個原型雷達。
09:58
OK, they're not any teenagers青少年,
they’re回覆 Stanford斯坦福 undergrads本科生,
213
586045
2809
好吧,他們不是隨便的青少年,
他們是史丹佛大學生,
10:00
but the point holds持有 --
214
588878
1647
但重點不變──
10:02
(Laughter笑聲)
215
590549
1424
(笑聲)
10:03
that these enabling啟用 technologies技術
are letting出租 us break打破 down the barrier屏障
216
591997
3303
這些科技賦予我們能力,
讓我們能夠突破擋在
10:07
between之間 engineers工程師 who build建立 instruments儀器
and scientists科學家們 that use them.
217
595324
3811
打造工具的工程師和
使用工具的科學家之間的障礙。
10:11
And by teaching教學 engineering工程 students學生們
to think like earth地球 scientists科學家們
218
599590
3941
透過教導工程學生
用地球科學家的方式思考,
10:15
and earth-science地球科學 students學生們
who can think like engineers工程師,
219
603555
2678
教導地球科學學生
用工程師的方式思考,
10:18
my lab實驗室 is building建造 an environment環境 in which哪一個
we can build建立 custom習慣 radar雷達 sensors傳感器
220
606257
4233
我的實驗室建立出了一個環境,
讓我們可以針對手上的每個問題,
10:22
for each problem問題 at hand,
221
610514
1610
打造訂製的雷達感測器,
10:24
that are optimized優化 for low cost成本
and high performance性能
222
612148
3437
為該問題找出低成本高效能的
最佳化解決方案。
10:27
for that problem問題.
223
615609
1468
10:29
And that's going to totally完全 change更改
the way we observe ice sheets床單.
224
617101
3477
那將會完全改變我們
觀察大冰原的方式。
10:32
Look, the sea level水平 problem問題 and the role角色
of the cryosphere冰凍圈狀況 in sea level水平 rise上升
225
620998
5081
海平面問題以及冰凍圈在
海平面上升中所扮演的角色
10:38
is extremely非常 important重要
226
626103
1585
是極度重要的,
10:39
and will affect影響 the entire整個 world世界.
227
627712
1674
且會影響整個世界。
10:41
But that is not why I work on it.
228
629815
2088
但那並非我投身這個領域的原因。
10:44
I work on it for the opportunity機會
to teach and mentor導師
229
632458
3115
我這麼做是為了
有機會能夠教導和指導
10:47
extremely非常 brilliant輝煌 students學生們,
230
635597
1787
極聰明的學生,
10:49
because I deeply believe
that teams球隊 of hypertalentedhypertalented,
231
637804
3109
因為我深信,
由超有才華、超有動力、
10:52
hyperdrivenhyperdriven, hyperpassionatehyperpassionate young年輕 people
232
640937
2492
超有熱情的年輕人所組成的團隊,
10:55
can solve解決 most of the challenges挑戰
facing面對 the world世界,
233
643453
2547
能夠解決世界面臨的大部分難題,
10:58
and that providing提供 the observations意見
required需要 to estimate估計 sea level水平 rise上升
234
646577
4012
我也深信,提供估計
海平面上升所需要的觀測值,
11:02
is just one of the many許多 such這樣 problems問題
they can and will solve解決.
235
650613
3690
也只是他們能夠且將會解決的
許多此類問題當中的一個。
11:06
Thank you.
236
654768
1152
謝謝。
11:07
(Applause掌聲)
237
655944
2642
(掌聲)
Translated by Lilian Chiu
Reviewed by Yanyan Hong

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ABOUT THE SPEAKER
Dustin Schroeder - Radio glaciologist
Dustin Schroeder develops and uses geophysical radar to study Antarctica, Greenland and the icy moons of Jupiter.

Why you should listen

Dustin Schroeder draws on techniques and approaches from defense technologies, telecommunication, resource exploration and radio astronomy to understand the evolution and stability of ice sheets and their contributions to sea level rise. He is an assistant professor of geophysics and (by courtesy) of electrical engineering at Stanford University where he is also an affiliate of the Woods Institute for the Environment. He has participated in three Antarctic field seasons with the ICECAP project and NASA’s Operation Ice Bridge.

Schroeder is a Science Team Member on the Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON) instrument on NASA's Europa Clipper Mission and the Mini-RF instrument on NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). He is also the Chair of the Earth and Space Sciences Committee for the National Science Olympiad.

More profile about the speaker
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