2022
09/05
相关创新主体

创新背景

冰川对社会起着重要作用,是低洼地区的重要供水,同时也是海平面上升的主要贡献者。目前,地球上大约有20万个冰川,其中大部分因为气候严重失衡。为了减少这种不平衡,冰川会通过变薄和退缩到更高的海拔来调整其几何形状。

冰川是海平面上升的主要因素,冰川损失为海平面上升提供约25%的水量。同时,冰川也是独特的淡水资源,为生活在山谷中的数百万人提供水,在山区生态系统中发挥重要作用。

 

创新过程

目前的科学研究主要使用两种方法测量冰川随时间的变化。第一种方法是进入现场直接测量冰川变化。比如在冰川上种植木桩,在重新访问后可以通过测量得出地表的质量变化。这种测量方法可以进行高精度观察,但通常伴随着高昂的后勤和财务成本。地球上只有不到1%的冰川通过如此详细的实地测量得到监测。

第二种方法是通过航空测量或卫星观测等遥感技术测量冰川变化,这种方式甚至可以推导出冰川高程变化,为校准和评估冰川演化模型提供重要数据。

瑞士的研究人员在两种方法的基础上提出冰川演化模型,结合冰动力学研究冰川演变。冰动力冰川演化研究通过明确解释冰流过程来模拟冰川的时间演化。冰流过程决定了冰川内的质量转移,它与冰川质量平衡过程相结合决定了冰川随时间推移的演变。

为了评估冰川演化模型的准确性,研究需要使用过去(可追溯到几年前至几十年前)和现在的冰川观测,校准一些模型参数。理想情况下,其他独立观测会被用于评估冰动力冰川模型的性能,之后该模型可用于执行未来的预测。用于预测单个冰川演变的方法,包括明确解释冰川几何形状和冰动力学过程的方法,目前被越来越多地应用于冰川的区域到全球尺度建模。

冰动力冰川演化研究能够更好地代表冰川演化,从而增强人们对过去冰川变化的理解。由于冰川响应时间很大程度上取决于冰川几何形状,即使是两个相邻的冰川也可能以非常不同的方式响应不断变化的气候条件,冰动力冰川演化研究使人们能够理解和量化这些差异。
为了预测未来的冰川演变,与不包括这些过程的简化方法相比,包含冰流过程是提供了“真实”冰川行为的更紧密的表示,从而减少了未来冰川预测的不确定性。

 

创新关键点

通过冰动力学模拟冰川的冰流和演化,开发模型预测冰川演变,量化不同冰川各自的变化情况。

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