放射氷河学

電波氷河学は、氷貫通レーダーを用いた氷河、氷床、氷冠、氷の衛星の研究である。地中貫通レーダーに似た地球物理学的手法を採用し、通常は無線スペクトルのMF、HF、VHF、UHF部分の周波数で動作する。^{[1] [2] [3] [4]}この技術は、一般に「氷貫通レーダー（IPR）」または「無線エコーサウンディング（RES）」とも呼ばれる。

氷河は、無線周波数での導電率、誘電率の虚数部、および誘電吸収が小さいため、損失正接、表皮厚さ、および減衰値が低くなるため、レーダーによる調査に特に適しています。これにより、氷床の底からのエコーを4kmを超える氷の厚さを通して検出できます。^{[5] [6]}電波を使用した氷塊の地下観測は、半世紀以上にわたって氷河学において不可欠かつ進化している地球物理学的手法です。 ^{[7] [8] [9] [10] [11] [ 12] [13] [14]}最も広く使用されているのは、氷の厚さ、氷河下の地形、および氷床の層序の測定です。^{[15] [8] [5]} また、水文学、熱状態、蓄積、流動履歴、氷組織、および床地質を含む、氷床と氷河の氷下および状態の観測にも使用されています。^[1] 惑星科学では、氷貫通レーダーは火星や彗星の極地氷床の地下を探査するためにも使用されている。^{[16] [17] [18]}木星の氷の衛星を探査するミッションも計画されている。^{[19] [20]}

電波氷河学では、天底を向いたレーダーを使用して、氷河、氷床、氷冠、氷の衛星の地下を探査し、氷の内部と下からの反射エネルギーと散乱エネルギーを検出します。 ^[8]この形状は、コヒーレント反射エネルギーと鏡面反射エネルギーを強調する傾向があり、レーダー方程式の明確な形をもたらします。[ ^{21] [22]}収集されたレーダーデータは通常、スタッキング（または事前合計）から、 1次元、2次元、または3次元に焦点を合わせる合成開口レーダー（SAR）への移行に至るまでの信号処理を受けます。^{[23] [24] [25] [22]}このデータは、市販（または特注）地中探査レーダー（GPR）システム^{[26] [27]}からコヒーレント、チャープ型空中探知機^{[28] [29] [30]}、スワスイメージング、^[31]多周波、^[32]または偏光^[33]実装までの範囲の氷貫通レーダーシステムを使用して収集されます。 さらに、固定式、位相感度、周波数変調連続波（FMCW）レーダー^{[34] [35] [36]は、積雪、 [37]}棚氷融解速度、^[38]氷河内水文学、^[39]氷床構造、^[40]および垂直氷流の観測に使用されています。^{[41] [42]航空機搭載システムの}干渉分析は、垂直氷流の測定にも実証されています。^[43]さらに、電波氷河学の計測機器は、自律型プラットフォーム、^[44]現場探査機、^[45]低コストの展開、^[46]ソフトウェア定義無線の使用、^[47]および受動的な探査のための周囲の無線信号の利用で動作するように開発されている。^{[48] [49]}

電波氷河観測の最も一般的な科学的応用は、氷の厚さと氷床の地形を測定することである。これには^、氷床モデリング^や海面上昇予測、特定の氷床領域を調査する研究、^{[53] [54] [55] [56] [ 57]および}氷河床の観測で広く使用されている補間された「氷床マップ」[6] [50] [51] [52] が含まれる。^{[58] [59] [60] [61]}氷床床からのレーダーエコーの強度と特性は、氷床の反射率^{[62] [27]} 、氷中のレーダーの減衰^{[63] [64] [65]} 、および氷床の形態を調査するためにも使用される。 ^{[66] [67] [68]}床エコーに加えて、氷河内層からのレーダー反射^[69]は、氷床の電波地層学^{[70] [71] [72] [73] [74]の研究に使用され、これには}氷の蓄積、^{[75] [76] [77] [78] [79]}流動、^{[80] [81] [82] [83]}構造^{[84] [85]}およびその地層の欠如または乱れの調査が含まれます。 ^{[86] [87] [88]電波氷河学のデータは}、氷河下湖^{[89] [90] [91] [ 92] [93 ] [94]や氷河}水文学^[95] （氷河内水、^{[96] [97] [98]}氷河帯水層、^[99]およびその時間的進化を含む）の研究にも広く使用されています。^{[100] [39] [101]}氷貫通レーダーのデータは、氷棚の着氷帯、^{[102] [103]}融解速度、^{[104] [105]}塩水分布、^{[106]および基底チャネル[107]}を含む氷棚の地下の調査にも使用されています。

現在、火星を周回している氷貫通レーダーは2つある：MARSISとSHARAD。^{[108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117]}氷貫通レーダーは、67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星へのロゼッタミッションにも搭載されていた。^{[17]氷貫通レーダーは、}木星の氷の衛星への計画されている2つのミッション、JUICEとエウロパクリッパーのペイロードにも含まれている。^{[19] [118] [119] [120] [121] [122] [123]}

国際氷河学会（IGS）は、放射性氷河学に焦点を当てた一連のシンポジウムを定期的に開催しています。2008 年には、マドリード工科大学で「放射性氷河学とその応用に関するシンポジウム」が開催されました。2013 年には、カンザス大学で「放射性氷河学に関するシンポジウム」が開催されました。2019 年には、スタンフォード大学で「放射性氷河学の 50 年に関するシンポジウム」が開催されました。

以下の書籍と論文は、放射氷河学の重要なトピックを扱っています。

• Allen C (2008) of-ice-2/ 氷の無線エコー探査の簡単な歴史。Earthzine。
• Bingham RGとSiegert MJ（2007）極地氷塊上の無線エコー探査。環境工学地球物理学ジャーナル12（1）、47-62。
• ボゴロツキー、VV、ベントレー CR、およびグドマンセン PE (1985) 放射線氷河学。 D. ライデル出版
• Dowdeswell JAとEvans S (2004)「電波エコー探査による氷床と氷河の形状と流れの調査」物理学の進歩に関する報告書67(10)、1821-1861。
• Haynes M (2020) レーダーサウンダーのための表面および地下レーダー方程式 Annals of Glaciology 61(81), 135–142.
• Hubbard B および Glasser NF (2005)。氷河学および氷河地形学におけるフィールド技術。John Wiley & Sons。
• Navarro F および Eisen O (2009)。11. 氷河学における地中探査レーダー、Pellikka P および Rees GW (編集者) 著「氷河のリモートセンシング」。
• Pettinelli E他6名（2015）木星衛星の氷類似体の誘電特性と地下レーダー探査：レビュー。Reviews of Geophysics 53（3）、593-641。
• Schroeder DM、Bingham RG、Blankenship、DD、Christianson、K、Eisen、O、Flowers、GE、Karlsson、NB、Koutnik MR、Paden JD、Siegert、MJ (2020) 50年間の放射氷河学。Annals of Glaciology 61(81)、1-13。
• Turchetti S, Dean K, Naylor S and Siegert M (2008) 事故と機会：1958～1979年南極の無線エコー探査の歴史。英国科学史ジャーナル41(3), 417～444。

放射氷河学の研究と教育は、世界中の大学や研究機関で行われています。これらのグループは、自然地理学、地球物理学、地球科学、惑星科学、電気工学、および関連分野にわたる機関や部門に存在します。