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雜冰面地形，給傳統的冰川觀(guān)測方法（如冰川物質(zhì)平衡的花桿測量等）帶來(lái)了前所未有的挑戰。鑒于此，中國科學(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)驗室康世昌研究團隊依托唐古拉冰凍圈與環(huán)境西藏自治區野外科學(xué)觀(guān)測研究站，采用先進(jìn)的地面三維激光掃描（TLS）技術(shù)，對長(cháng)江源區的崗隴加瑪冰川進(jìn)行了5年的監測研究。
該研究通過(guò)運用Multiscale Model to Model Cloud Comparison（M3C2）算法，以厘米級精度對崗隴加瑪冰川下游的變化進(jìn)行了全面刻畫(huà)。結合花桿觀(guān)測數據與降水記錄，研究團隊成功重建了該冰川的物質(zhì)平衡序列。
研究結果顯示，2017年至2022年間，崗隴加瑪冰川的消融速率顯著(zhù)加快。冰川末端總計變薄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(guān)測期間崗隴加瑪冰川的總物質(zhì)負平衡達到了2.58?m?水當量，物質(zhì)平衡線(xiàn)在海拔5800?m?a.s.l.左右。
該研究凸顯了TLS技術(shù)在冰川觀(guān)測中的巨大潛力，展示了其在捕捉冰川變化細節方面的獨特優(yōu)勢。通過(guò)精細刻畫(huà)冰川表面特征，TLS技術(shù)顯著(zhù)提升了對冰川動(dòng)力學(xué)的理解。這一成果對未來(lái)冰川變化預估研究具有重要的參考價(jià)值。
研究團隊表示，未來(lái)將繼續探索如何利用點(diǎn)云數據定量化冰川運動(dòng)，并精準分割冰川運動(dòng)與物質(zhì)平衡。此外，今后如何將TLS技術(shù)與無(wú)人機監測（如UAV－SfM等）遙感數據相結合，以獲取更全面的高分辨率冰川變化數據，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《國際數字地球學(xué)報》（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)考察研究項目、西藏自治區科技計劃項目、水利部重大科技項目以及冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的共同資助。
文章鏈接：https：／／doi．org／10.1080／17538947.2024.2375527
圖1 冰川測量方法對比：a） 花桿測量 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
