Družice
Sněhová pokrývka byla poprvé pozorována na snímcích z družice TIROS-1 v roce 1960. Sněhová pokrývka je od roku 1966 pravidelně monitorována ve viditelném pásmu a od roku 1978 je pro pravidelné snímání sněhové pokrývky použito pasivní mikrovlnné snímání. [17] V prosinci roku 1972 NASA vypustila satelit Nimbus-5 s mikrovlnným skenerem ESMR, který jako první registroval záření emitované od povrchu Země v mikrovlnném pásmu o velikosti 1,55 cm, jenž bylo odraženo jak od mořského ledu, tak od ledovců. Rozlišení těchto snímků bylo 25 km. [17]
Vhodné senzory
Tato podkapitola je výčtem nejdůležitějších senzorů z hlediska snímání kryosféry. Ačkoli se v dnešní době kolem naší planety pohybuje relativně velké množství družic nejrůznějších organizací a určených k nejrůznějším účelům, není ani jedna z nich určena výhradně pro sledování kryosféry. Přístrojů vhodných ke sledování a studiu kryosféry je samozřejmě mnohem více. Prakticky jakýkoliv senzor snímající ve vhodných vlnových délkách je v glaciologii využitelný. Níže je však uveden výčet nejdůležitějších a nejvíce využívaných přístrojů v tomto oboru.
Cryosat
Toto se mělo změnit s vypuštěním družice CryoSat, kterou vyvinula Evropská kosmická agentura (ESA) a byla vypuštěna 8. 10. 2005. Při výstupu na orbitu však selhal motor nosné rakety, v důsledku čehož raketa nedosáhla oběžné dráhy Země a spadla do moře. Hlavním iniciátorem satelitní mise CryoSat byl profesor Duncan Wingham (University College London), jehož návrh byl schválen roku 1998. Dlouhý 4,6 metru a 2,34 metru široký CryoSat měl být platformou pro první měření novým instrumentem SIRAL (Synthetic Aperture Interferometric Radar Altimeter). SIRAL byl prvním senzorem svého druhu, který dokázal měřit i plovoucí led v oceánech. Předešlé generace radarových altimetrů (např. mise ERS-2 či Envisat) přispívají měřením v polárních oblastech, ale jejich data nejsou dostatečně spolehlivá v určování okrajů ledovců, kde je změna (tání) největší. Také jejich rozlišení je přes oceán nedostatečné v rozeznání plovoucích ker a ledovců. Tyto mezery měly být vyplněny pomocí SIRALu, který byl pro tato měření optimalizován. Oproti původním misím byly na CryoSatu instalovány dvě antény, které by jako lidské oči mohly zprostředkovat prostorový obraz polárních změn. Americký satelit ICESat vyslaný do vesmíru roku 2003 byl taktéž zaměřen na studium polárních oblastí. Na rozdíl od CryoSatu však byl více orientován na atmosférická měření. Priorita CryoSatu spočívala ve velice přesném měření systémem SIRAL, který měl měřit nezávisle na počasí a také doplnit data z oblastí, které nebyly zmapovány misí ICESat. ICESat měl být využit ke kalibracím měření CryoSatu. [34]
Dobrou zprávou je, že ESA již schválila vyslání družice CryoSat-2, která by měla být vypuštěna v březnu roku 2009.
ICESat
ICESat (Ice, Cloud and Land Elevation Satellite) je družice vyvinutá americkým Národním úřadem pro letectví a kosmonautiku (NASA) a provozovaná v rámci programu EOS (Earth Observing System). Byla úspěšně dopravena na oběžnou dráhu dne 12. 1. 2003. Z hlediska kryosféry je jejím nejdůležitějším senzorem GLAS (Geoscience Laser Altimeter System). Jak už název napovídá, jedná se o laserový výškoměr – lidar. Sleduje především povrchovou topografii ledovců a její změnu v čase. Na senzoru GLAS jsou umístěny tři laserové vysílače, které emitují pulsy v infračervené a viditelné části spektra o vlnové délce 1064 a 532 nm. V jednom momentě však může být v provozu jen jeden laser. Tento laserový puls je vysílán 40x za sekundu. GLAS drží rekord mezi všemi vesmírnými senzory v počtu měření – pořizování údajů o zemském povrchu. [25]
Terra
Družice Terra (původní označení EOS AM 1) byla úspěšně odstartována dne 18. 12. 1999. Je vlajkovou lodí programu EOS a na své palubě nese několik přístrojů vhodných pro sledování kryosféry.
a) ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)
Jedná se o superspektrální senzor snímající ve 14 pásmech. Viditelná (VIS) a blízká infračervená (NIR) část spektra je snímána pomocí čtyř pásem (0,5 – 0,9 µm). Ve střední infračervené části spektra označované jako SWIR (1,6 – 2,5 µm) funguje dalších 6 pásem, posledních 5 pásem pak pracuje v termální části spektra označované jako TIR (8 – 12 µm). Z hlediska glaciologie sleduje zejména pohyb ledovců a jejich rozlohu. [38]
b) MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)
Jedná se o superspektrální senzor snímající ve 36 pásmech. Tato pásma pokrývají část spektra odpovídající vlnovým délkám 0,4 – 14,4 µm. Díky počtu pásem dodává kvalitní data s velmi vysokým radiometrickým rozlišením. Tento senzor je umístěn i na sesterské družici AQUA. [38]
c) MISR (Multi-angle Imaging SpectroRadiometer)
Jedná se o multispektrální senzor snímající ve 4 pásmech. Viditelnou část spektra (VIS) pokrývají 3 pásma (B 446 nm, G 558 nm, R 672 nm). Čtvrté pásmo je v blízké infračervené části spektra (NIR 866 nm). Z hlediska glaciologie slouží snímky především k vymezení základních druhů povrchů, tedy k odlišení sněhové a ledové pokrývky od ostatních povrchů. [38]
RADARSAT
Kanadská družice RADARSAT byla úspěšně vypuštěna 4. 11. 1995. Jejím úkolem je sledovat přírodní zdroje a změny prostředí na Zemi. Pro sledování kryosféry nese na palubě přístroj SAR (Synthetic Aperture Radar). SAR pracuje v radarovém pásmu C a emituje mikrovlnné pulsy o vlnové délce 5,6 cm, výška dráhy je cca 800 km. [33].
Landsat
Družice Landsat 7 byla úspěšně vypuštěna 15. 4. 1999. Jedná se o sedmou družici programu Landsat, který je zaštiťován úřady NASA a USGS (U.S. Geological Survey). Nejdůležitějším přístrojem na palubě je multispektrální senzor ETM+ (Enhanced Thematic Mapper +), který pracuje v 8 pásmech pokrývajících část spektra odpovídající vlnovým délkám 0,45 – 12,5 µm. Náplní práce tohoto senzoru je mapovat různé druhy povrchů a jejich změny. [29]
Snímek z družice Landsat byl použit pro řízenou a neřízenou klasifikaci.
Ostatní
Mezi další využívané družice a přístroje patří např. družice DMSP (Defense Meteorological Satellites Program) v gesci US Air Force a senzor SSM/I (Special Sensor Microwave Imager), družice NOAA se senzorem AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) nebo družice ERS-2 a její přístroj AMI. V minulosti byly využity např. družice Nimbus-5 a její senzor ESMR či Nimbus-7 se senzorem SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer), která byla aktivní do roku 1987. V provozu byly také experimentální družice IRS-P, které testovaly přístroje MOS (Multispectral Optoelectronic Scanner) a WiFS (Wide Field Sensor) se zaměřením na vegetaci, geologické mapování a monitoring sněhové pokrývky. [23]