丈量冰川聆聽它的“訴說”

冰川是指由降雪和其他固態(tài)降水積累、演化形成的處于流動狀態(tài)的冰體。它們蜿蜒在無數(shù)山脈間，閃耀著純凈而冷冽的光芒，靜靜訴說著地球歷史的變遷，然而，許多曾經(jīng)壯麗的冰川正在消失……

今年，世界水日的主題為“冰川保護”，隨著科技的進步，冰川監(jiān)測與保護手段也在不斷更新。

退縮的巨人

冰川不只是美麗的存在，它們還是研究氣候變化歷史的“時光記錄儀”。作為重要的淡水資源，冰川對水資源還具有調(diào)豐補枯的作用。晶瑩剔透、潔白無瑕的冰川美景也常吸引游客前去游玩。

然而，現(xiàn)實有些殘酷，現(xiàn)有研究結(jié)果顯示，自工業(yè)革命以來，全球絕大部分冰川處于萎縮狀態(tài)，主要表現(xiàn)為末端退縮、面積縮小，厚度減??；僅有一小部分冰川在“堅守陣地”甚至向前“沖一沖”。

緊盯冰川的變化

在對古冰川監(jiān)測方面，科研人員主要基于古冰川遺跡（如冰川擦痕）和同位素技術，探究過往歷史時期某一地區(qū)是否存在古冰川，及其覆蓋范圍及歷史演進。

對現(xiàn)代冰川的觀測則主要集中在冰川末端、面積、運動速度和厚度變化，以及伴隨的冰川融水量變化等方面。

人工監(jiān)測：助力從0到1

對中國現(xiàn)代冰川的研究始于1958年，當時在老一輩冰川學家艱苦努力下，依靠人工觀測取得了寶貴的歷史觀測數(shù)據(jù)。

例如，老一輩冰川學家會利用手持氣溫計和風速儀等，在特定時刻進行冰面氣象觀測；利用自制冰川雷達和自制的冰溫傳感器，在特定時刻去感受冰面的“脾氣”；在冰面上用蒸汽鉆鉆孔后，將竹竿插入鉆孔，通過定期測量竹竿頂端距離冰面的高度、以及竹竿在某一段時間內(nèi)的運移位置，獲取冰川的物質(zhì)積累虧損程度和冰川運動速度……雖然這些數(shù)據(jù)的觀測時間較短，但對中國冰川學的發(fā)展，產(chǎn)生了從無到有的開拓性作用。

智能化、無人化：科技助力新征程

隨著科技不斷發(fā)展，開展冰川學觀測的新手段和新技術像雨后春筍般冒出，促使冰川學監(jiān)測從單點擴展到面。

衛(wèi)星遙感作為一種對地表大面積監(jiān)測手段，可對人跡罕至地區(qū)的冰川進行大范圍的冰川面積變化、冰川運動速度變化、冰川退縮速率變化和冰川表面物質(zhì)變化速率監(jiān)測。例如，應用高空間分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對冰川面積和冰川末端變化的高精度觀測；利用衛(wèi)星遙感獲取的立體像對數(shù)據(jù)，可從整個冰川面的尺度，提取特定時段內(nèi)冰川表面上任意點的運動速度；基于衛(wèi)星遙感獲取的冰川表面高程變化，可獲取冰川表面的物質(zhì)虧損和積累情況。

隨著觀測技術一路“打怪升級”，對部分冰川觀測內(nèi)容實現(xiàn)了連續(xù)觀測。如在冰川-大氣相互作用研究方面用到的冰面氣象數(shù)據(jù)，現(xiàn)在基本上均是基于氣象站的自動觀測獲得，觀測數(shù)據(jù)會自動存儲在記錄卡上，最高存儲時長可達2年甚至更久；同時這些觀測數(shù)據(jù)可通過衛(wèi)星傳輸?shù)接^測人員的手機或電腦等設備上，供瀏覽和下載。

在對冰川融水徑流方面，近十多年來自記水位計等先進水位測量設備的使用，保證了無人值守情況下對水位進行連續(xù)監(jiān)測；對流速監(jiān)測方面，基于聲學多普勒儀測流儀可對冰川融水實現(xiàn)流速的移動式觀測；在對冰川厚度測量時，可使用探地雷達實現(xiàn)對整條冰川厚度的連續(xù)觀測。

另外，隨著科學技術發(fā)展，冰川微物理過程被結(jié)合到各種模式中，大量數(shù)值模式越來越普遍地被應用于冰川學研究中。

新設備顯“神功”

新型觀測儀器和設備，也越來越多地被用于冰川觀測。在第二次青藏高原綜合科學考察研究中，“極目一號”I型浮空艇完成了對冰川上空的空氣采樣，展現(xiàn)了我國在高空科學觀測領域的技術進步；我國的冰鉆研制技術取得了巨大進步，改變了依靠國外冰鉆鉆取冰芯的歷史。

在應用科學技術應對冰川退縮挑戰(zhàn)方面，當前科學家也開展了諸多嘗試。例如，在第二次青藏高原綜合科學考察研究中，中國氣象局專家通過人工影響天氣方法，在有利降水的天氣條件下，對冰川區(qū)實施人工增雪作業(yè)，增加冰面固態(tài)降水，試圖通過這種對冰川增雪補冰的方法，達到減緩冰川退縮的目的。

中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院的科研人員，嘗試在冰面上覆蓋具有特殊反光性質(zhì)的化學材料，以此將更多的太陽輻射反射出去，從而減少冰面吸收的太陽輻射量，最終達到減小冰川消融、保護冰川的目的。

冰川退縮歸根到底是由氣候變暖引起的，而導致氣候變暖的主要原因就是溫室氣體排放。因此，這需要每一位公民從日常小事做起，做到低碳節(jié)能，以減緩氣候變暖，減緩冰川退縮。

科研人員目前進行了多次減緩冰川退縮的有益嘗試，但大規(guī)模應用科學技術手段，來減緩冰川退縮的道路，仍任重道遠。

（責任編輯 / 王佳璇 美術編輯 / 周游）