科研進(jìn)展
基于三維激光掃描技術(shù)的冰川變化研究取得新進(jìn)展
在全球變暖加劇的背景下，冰川破碎化和差異消融形成的復(fù)雜冰面地形，給傳統(tǒng)的冰川觀測(cè)方法（如冰川物質(zhì)平衡的花桿測(cè)量等）帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。鑒于此，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室康世昌研究團(tuán)隊(duì)依托唐古拉冰凍圈與環(huán)境西藏自治區(qū)野外科學(xué)觀測(cè)研究站，采用先進(jìn)的地面三維激光掃描（TLS）技術(shù)，對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)的崗隴加瑪冰川進(jìn)行了5年的監(jiān)測(cè)研究。
該研究通過(guò)運(yùn)用Multiscale Model to Model Cloud Comparison（M3C2）算法，以厘米級(jí)精度對(duì)崗隴加瑪冰川下游的變化進(jìn)行了全面刻畫。結(jié)合花桿觀測(cè)數(shù)據(jù)與降水記錄，研究團(tuán)隊(duì)成功重建了該冰川的物質(zhì)平衡序列。
研究結(jié)果顯示，2017年至2022年間，崗隴加瑪冰川的消融速率顯著加快。冰川末端總計(jì)變薄13.305 m，非夏季消融量占全年冰量損失的約28％，而夏季的消融速率則比其他季節(jié)高出2.6到4倍。此外，冰面河道與湖泊的演變也是冰川局部融化和崩塌的重要影響因素。觀測(cè)期間崗隴加瑪冰川的總物質(zhì)負(fù)平衡達(dá)到了2.58?m?水當(dāng)量，物質(zhì)平衡線在海拔5800?m?a.s.l.左右。
該研究凸顯了TLS技術(shù)在冰川觀測(cè)中的巨大潛力，展示了其在捕捉冰川變化細(xì)節(jié)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。通過(guò)精細(xì)刻畫冰川表面特征，TLS技術(shù)顯著提升了對(duì)冰川動(dòng)力學(xué)的理解。這一成果對(duì)未來(lái)冰川變化預(yù)估研究具有重要的參考價(jià)值。
研究團(tuán)隊(duì)表示，未來(lái)將繼續(xù)探索如何利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)定量化冰川運(yùn)動(dòng)，并精準(zhǔn)分割冰川運(yùn)動(dòng)與物質(zhì)平衡。此外，今后如何將TLS技術(shù)與無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)（如UAV－SfM等）遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合，以獲取更全面的高分辨率冰川變化數(shù)據(jù)，也將是未來(lái)研究的重要方向。
該成果以An evaluation of TLS－based glacier change assessment in the central Tibetan plateau為題，發(fā)表在《國(guó)際數(shù)字地球?qū)W報(bào)》（International Journal of Digital Earth）上，西北研究院博士生薛雨昂為論文第一作者，何曉波副研究員為通訊作者。該研究得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目、西藏自治區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目、水利部重大科技項(xiàng)目以及冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的共同資助。
文章鏈接：https：／／doi．org／10.1080／17538947.2024.2375527
圖1 冰川測(cè)量方法對(duì)比：a） 花桿測(cè)量 b） DEM差分 3）M3C2
圖2 不同時(shí)間尺度下的崗隴加瑪冰川下游冰面變化狀況
圖3 點(diǎn)云剖面視角下的冰面河道及冰面湖泊的分布與演化
