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)的冰川觀測方法（如冰川物質(zhì)平衡的花桿測量等）帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。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(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)觀測研究站，采用先進(jìn)的地面三維激光掃描（TLS）技術(shù)，對長江源區(qū)的崗隴加瑪冰川進(jìn)行了5年的監(jiān)測研究。

該研究通過運(yùn)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。結(jié)合花桿觀測數(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。通過精細(xì)刻畫冰川表面特征，TLS技術(shù)顯著提升了對冰川動力學(xué)的理解。這一成果對未來冰川變化預(yù)估研究具有重要的參考價值。

研究團(tuán)隊(duì)表示，未來將繼續(xù)探索如何利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)定量化冰川運(yùn)動，并精準(zhǔn)分割冰川運(yùn)動與物質(zhì)平衡。此外，今后如何將TLS技術(shù)與無人機(jī)監(jiān)測（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(shù)字地球?qū)W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(xiàng)目、西藏自治區(qū)科技計劃項(xiàng)目、水利部重大科技項(xiàng)目以及冰凍圈科學(xué)國家重點(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　冰川測量方法對比：a）　花桿測量　b）　DEM差分　3）M3C2

圖2　不同時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