气侯变暖，极地冰层会融化吗？这是气象学家问得最多的问题之一。2005年3月25日欧空局将发射的“冷星”（Cryosat）会对这个问题做出回答。这颗卫星主要通过考察南北极地区大片冰原和海冰的变化，研究气候的变化和发展趋势。
　　“冷星”是1998年欧空局发起的“有生命的行星”计划中的第1颗卫星。“有生命的行星”计划中的主要部分是“地球探测器”任务，包括规模较大、相对复杂及投入资金更多的“核心”任务和规模较小、采用成熟技术、投入资金较少的“机会”任务。“冷星”属于“机会”任务中的第1项，于1999年被选定。
　　
　　为什么要对极地冰层进行细致考察？
　　
　　
　　在地球的北极和南极地区覆盖着大量的冰，包括陆地冰原和漂浮的海冰，它们对控制全球气候起着非常重要的作用。虽然这些冰远离人类居住区有数千千米，但是它们通过对洋流的影响，来决定欧洲、亚洲及美洲的气候变化。并且由于全球气候变暖所引起的巨大变化也会首先在极地反应出来。
　　全球气候变暖的迹象已经是不可忽视的了。在20世纪，地球表面温度平均升高了0.6℃，同时，自1750年以来，由于人类的活动，大气中温室气体如二氧化碳、甲烷的浓度分别增长了30%和150%，气候数据显示20世纪是近千年来最热的世纪。气象学家预测在21世纪气温还将上升1.4～5.8℃。
　　这种气候变暖的趋势对极地冰原和海冰产生的破坏是非常大的。专家们估计，自1950年以来海冰减少了10%～15%，北极冰原的厚度也在最近几十年减少了40%。仅在20世纪，冰的融化就导致海平面上升了18厘米。专家们预测，在下个世纪极地冰原和海冰的融化可能会导致海平面上升1米。
　　
　　极地冰原及海冰的变化对全球气候产生的影响主要体现在3个方面：
　　(1) 覆雪和冰能反射大约80%的太阳光，使地球反射和吸收的太阳光达到相互平衡，如果极地冰原融化，很少的太阳光被反射出去，会导致极地气候变暖。其结果是更多的冰融化，反射能力更弱，如此形成恶性循环。
　　(2) 海冰是很好的绝缘体。在夜间，完全敞开的海洋水体会散发大量的热量，但是如果有海冰存在，就会起到阻止热量散发的作用，从而调节地球的热平衡。一旦海冰变薄或减少，这种影响力就会减少。
　　(3) 冰的大量融化会大范围地影响洋流。洋流能起到热泵的作用，它们把储藏在海洋中的能量均匀地分配到全球。一个最好的例子是墨西哥湾洋流，它把热带的暖流通过大西洋传送到北欧，给英国及挪威带来了温和的气候。如果海冰的边缘及陆地冰原融化，就会破坏甚至改变洋流，从而对气候产生无法预测的影响。
　　尽管以前的对地观测卫星曾对南北极地区的气候进行过考察，但它们并不是专门设计用来测量极地冰层的长期变化，因此到目前为止，仍然缺乏大量的基础数据，科学家们只能大致地预测气候的变化。全球变暖是否真是由极地冰层的融化造成的？如果是，那么这种影响的程度到底有多大？极地冰层的融化与海平面的升高之间到底存在多大的联系？所有这些疑问都有待“冷星”的观测结果出来，才能找到确切的答案。
　　
　　
　　“冷星”的科学目标
　　
　　“冷星”的首要科学任务包括：①确定永久性海冰的厚度及体积的区域性变化趋势。②确定南极和格陵兰岛上大片冰原的变化对全球海平面上升的影响。此外，在“冷星”完成首要目标的基础上，它还将完成另外2项次要任务：确定南北极海冰体积和厚度的季节及年度变化以及考察全球范围内冰帽和冰河厚度的变化。
　　
　　细说“冷星”
　　
　　“冷星”的质量约为750千克，其中包括36千克的燃料，它的寿命是3年。卫星的长、宽、高分别为4.60米、2.34米、2.20米，运行在非太阳同步轨道上，轨道高度约720 千米，倾角为92°，轨道周期369天。卫星的姿态控制是在3个磁性线圈和16个低温气体推进器的帮助下完成的。太阳电池板位于卫星的顶部，分成2块，每块的面积是4.6平方米，总的输出功率为800瓦，为“冷星”提供电能，另外还携带有化学电池。
　　
　　在“冷星”携带的有效载荷中，最关键的仪器是雷达高度计，它的质量是70千克。雷达高度计具有3种测量模式：① 低分辨率测量模式，仅限于测量极地的陆地及海洋上地势相对平坦的冰覆盖。②合成孔径雷达模式，对海冰进行高分辨率测量。③ 干涉测量雷达模式，研究地势更加复杂、险峻的冰覆盖。
　　以前的雷达卫星，如欧洲遥感卫星1号、2号及环境卫星只配备了1副天线，只能提供大范围区域内相同冰覆盖层的信息。而“冷星”则有2副天线，就好像人的2只眼睛，能够以三维方式考察目标，专家们称之为雷达干涉测量法。
　　雷达高度计首先通过其中的1副天线发出雷达信号，然后通过这2副天线，接收来自地球表面的反射信号，从而确定这些反射信号是来自裸露的水表面，还是来自冰表面。同样的原理也用来精确测量极地冰原和海冰的厚度。这些数据精度都能达到1～3厘米，因此，它不仅能对陆地冰原的不规则、陡峭的边缘进行高精度测量，还能在极地的海洋、冰河中搜集到不同冰覆盖层的数据。
　　
　　采用雷达高度计的另一优势在于它可以不依赖于光照条件，即使是极地的晚上也能工作，此外，巨大的极地冰原一般高出海平面4千米，经常被云层所遮盖，而雷达高度计的波束能穿透云层，因此，它尤其适合于研究这些冰原，提供有关冰原变化程度的信息。
　　雷达高度计搜集的数据首先会被卫星上的一个固定存储器保存起来，这个存储器的容量为2×128Gbit。当“冷星”飞过位于瑞典北部城市基律纳的地面站上空时，数据将被发送给该地面站，“冷星”每天平均发送的数据量为320Gbit。位于德国达姆施塔特市的欧洲空间操作中心将跟踪和操作这颗卫星。
　　
　　“冷星”上携带的数据接收机可以精确测定卫星轨道。另外，在卫星的外部还装有一个激光反向反射器，从地面站发射的激光会被这个反射器反射，然后通过测量激光在空中的传播时间，确定卫星的高度。
　　科学家们期待着，我们同样也期待着。
　　
　　图注：
　　1．冷星在轨飞行想象图
　　2．科研人员正在手工进行钻冰工作
　　3．冷星外部结构图
　　4．冷星观测的目标区域
　　5．冰河崩裂的景色
　　6．技术人员正在组装冷星
　　7．雷达高度计