中新網(wǎng)北京6月5日電 (記者 孫自法)被譽(yù)為“地球水塔”的冰川/冰蓋是全球最大的淡水寶庫，作為全球氣候變化的重要指示器和調(diào)節(jié)器，其對世界環(huán)境的影響備受關(guān)注。
6月5日是世界環(huán)境日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院(空天院)冰川與氣候變化遙感團(tuán)隊黃磊副研究員等當(dāng)天解讀認(rèn)為，衛(wèi)星遙感已成為當(dāng)前全方位監(jiān)測冰川變化最主要的手段，通過冰川遙感，正在加強(qiáng)人類對氣候變化的預(yù)警和適應(yīng)能力。
2025年是國際冰川保護(hù)年
黃磊介紹說，氣候變化正越來越深刻地影響冰川變化，冰川/冰蓋的變化對周邊尤其是干旱半干旱地區(qū)人類生產(chǎn)生活、生態(tài)環(huán)境以及海平面變化起著關(guān)鍵作用。為此，聯(lián)合國教科文組織和世界氣象組織聯(lián)合將2025年定為國際冰川保護(hù)年，旨在應(yīng)對冰川加速消融帶來的生態(tài)環(huán)境危機(jī)，并提升公眾對冰川保護(hù)重要性的認(rèn)知。
衛(wèi)星拍攝的青藏高原中部格拉丹東冰川群(2016 年，左圖)；云霧遮擋下的珠穆朗瑪峰周邊冰川(2021年，右圖)。中國科學(xué)院空天院 供圖冰川保護(hù)首先要開展冰川的監(jiān)測和記錄，由于冰川通常位于極高極寒地區(qū)，以往僅依靠人工實(shí)地監(jiān)測，費(fèi)時費(fèi)力效率還低。作為當(dāng)前全方位監(jiān)測冰川變化的最主要手段，通過衛(wèi)星遙感可快速準(zhǔn)確監(jiān)測冰川/冰蓋變化，及時了解冰川變化趨勢，短期可以幫助人們避免受到冰川躍動、冰湖潰決之類的災(zāi)害影響，長期有助于制定適當(dāng)?shù)陌l(fā)展策略、適應(yīng)氣候變化，最終實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，意義重大。
全面立體記錄冰川變化
衛(wèi)星遙感可以監(jiān)測冰川的哪些變化？中國科學(xué)院空天院冰川與氣候變化遙感團(tuán)隊指出，目前主要使用多光譜、合成孔徑雷達(dá)和激光雷達(dá)等傳感器，開展冰川面積、運(yùn)動、厚度變化、平衡線等方面的監(jiān)測，為冰川變化作全面、立體的記錄。
光學(xué)遙感識別冰川輪廓方面，冰川覆蓋范圍的變化是冰川變化(退縮或前進(jìn))最直觀的體現(xiàn)，確定冰川面積的變化，需要在衛(wèi)星圖像上先識別不同年份的冰川輪廓，再進(jìn)行對比分析。研究人員可通過冰川在衛(wèi)星圖像上所占像素的數(shù)量變化以及單個像素對應(yīng)的面積，推測冰川面積變化情況。
針對遙感識別冰川面臨“冰川區(qū)云量較大，對衛(wèi)星過境時成像造成遮擋”“山區(qū)和云的陰影導(dǎo)致圖像上冰川亮度差異”“冰川以外的積雪、衛(wèi)星過境時的云霧等與冰川顏色接近，易干擾識別”等障礙，研究團(tuán)隊通過波段間的運(yùn)算，并結(jié)合大量圖像的長期觀測以及人工智能算法，目前已可快速識別冰川并計算其面積變化。
通過遙感光學(xué)圖像重復(fù)觀測，可克服云霧干擾，自動化提取冰川輪廓。中國科學(xué)院空天院 供圖雷達(dá)散射探測冰川內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面，光學(xué)衛(wèi)星圖像上冰川反射很強(qiáng)，在冰川表面很難分辨出細(xì)微的差異，而合成孔徑雷達(dá)對物質(zhì)表面的粗糙度、含水量等參數(shù)非常敏感，又具有一定穿透性，可以更精細(xì)地區(qū)分冰川表層結(jié)構(gòu)。尤其是在不同季節(jié)、不同月份，冰川表層的干雪、濕雪、粒雪、裸冰的分布，展現(xiàn)冰川的物質(zhì)平衡過程，并由此區(qū)分出哪些冰川夏季積累更多、哪些冰川冬季積累更多和每個冰川每年融化月份等信息。
雷達(dá)干涉快速獲取冰川運(yùn)動方面，隨著全球氣候變化，很多冰川變得更加活躍，其快速運(yùn)動容易導(dǎo)致山區(qū)的冰湖潰壩或者堵塞河流。合成孔徑雷達(dá)差分干涉測量是一種利用合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度地表形變監(jiān)測的技術(shù)，它通過比較不同時間獲取的合成孔徑雷達(dá)圖像的相位差異，提取毫米級的地表位移信息，可應(yīng)用于冰川運(yùn)動監(jiān)測和災(zāi)害預(yù)警。
探索未來可持續(xù)發(fā)展路徑
全球加速變暖，直接導(dǎo)致冰川加速融化，對于局部區(qū)域，其帶來更緊迫的水資源、生態(tài)環(huán)境、自然災(zāi)害影響；對于全球，冰川/冰蓋融化導(dǎo)致的海平面上升，正威脅著小島嶼國家和沿海城市居民的生存環(huán)境。
合成孔徑雷達(dá)探測冰川表層結(jié)構(gòu)及亞洲地區(qū)冰川積累類型。中國科學(xué)院空天院 供圖在聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展議程設(shè)立的第13個可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)“氣候行動”中，重點(diǎn)關(guān)注氣候變化相關(guān)災(zāi)害預(yù)警，以及氣候變化脆弱區(qū)的適應(yīng)能力。而氣候行動目標(biāo)中，冰川遙感正是加強(qiáng)人類對氣候變化的預(yù)警和適應(yīng)能力。
中國科學(xué)院空天院冰川與氣候變化遙感團(tuán)隊總結(jié)表示，對冰川的觀測，不僅是守護(hù)地球今天的環(huán)境，也是守衛(wèi)地球環(huán)境未來可持續(xù)發(fā)展。通過科技手段，努力促進(jìn)氣候變化目標(biāo)與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的協(xié)同發(fā)展，旨在共同守護(hù)人類的家園環(huán)境。(完)