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应用人工措施减缓冰川消融研究取得新进展

发表日期:2022-06-14来源:

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  冰川是气候变暖背景下变化最为快速、最显著和最具指示性的地理要素之一。过去50年来,由于气候变暖导致全球冰川加速消融退缩,造成海平面上升、水循环变化、冰川灾害增加,引发高度关注。因此,应用科学的方法缓解冰川消融和保持水资源的可持续利用,在当前区域迅速增温、冰川快速退缩的情境下显得尤为重要。尤其是,中国的山地冰川在数量上以小冰川(面积小于1km2)为主,占到冰川总数的80%。数量众多的小冰川应对气候变暖尤为脆弱。一旦小冰川呈现全面消融,如不加人工干预则难以逆转最终消亡的现实。 

  然而,目前对冰川的研究主要集中在变化过程、机理和未来变化预估等方面,而在应对冰川消融的工程措施方面相关研究极少。基于上述科学问题,中国科学院西北生态环境资源研究院(以下简称“西北研究院”)天山冰川站研究团队以天山乌鲁木齐1号冰川为例,开展了利用覆盖材料减缓冰川消融的研究。该研究结合地面三维激光和无人机获取的数字高程模型、反照率以及气象数据,定量评估了三种不同覆盖材料下减缓冰川消融的效果。研究发现,覆盖材料的冰川区域能够减缓29%~56%(图1),其中纳米材料保护效果更显著(56%)(图2)。本研究特色和创新体现在以下两个方面:将传统冰川学(物质平衡等)和应用材料科学结合起来,形成新的学科交叉;将科学和技术结合,转化为工程实践应用于冰川,即应用微观尺度的“地球工程学”实现减缓区域气候变暖。该研究提出的利用覆盖材料减缓冰川消融的方法,为缓解和适应气候变化的决策提供了科学实践依据,同时为解决普通民众和相关政府部门普遍关注的冰川消融问题提供了借鉴。 

  该成果于20226月以 Quantifying the Artificial Reduction of Glacial Ice Melt in a Mountain Glacier (Urumqi Glacier No. 1, Tien Shan, China) 为题在线发表在工程技术领域TOP期刊 Remote Sensing (IF=4.848)上。西北研究院冰冻圈科学国家重点实验室博士研究生刘爽爽为第一作者,王飞腾研究员为通讯作者。该研究获冰冻圈科学国家重点实验室(SKLCS-ZZ-2022)、国家重点研发计划(2020YFF0304400)等项目联合资助。

  文章链接 

1 2021828日正射影像(左图)、由DEM生成的山体阴影(中图),以及2021624日至828日期间高程变化(右图) 

2 纳米材料在不同日期的保护效果:71(a)79(b)725(c)815(d) 

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