《科学家首次采用航空冰雷达技术开展典型冰川储量调查》

  • 来源专题:深海资源开发
  • 编译者: 徐冰烨
  • 发布时间:2024-12-24
  • 近日,中国科学院空天信息创新研究院航空遥感中心承担的“2024年度甘肃省典型冰川航空冰雷达透视探测项目”通过验收。

    这是我国首次利用航空冰雷达技术,对老虎沟12号冰川、七一冰川、宁缠河3号冰川等开展典型冰川储量调查。相关成果有望为河西走廊各流域水资源管理和决策、祁连山生态环境保护与区域可持续发展等提供关键数据支撑。

    2024年9月至11月,此次调查有效飞行13架次,采集原始数据5.6TB,获得了冰川表面数字高程模型、冰川底部基岩数字高程模型、冰川剖面图、冰川储量、冰川三维透视图以及3个典型冰川储量等成果,并结合探地雷达测量数据完成了冰川厚度准确度评价。

    航空冰雷达是搭载在飞机上对冰川进行透视观测的雷达。航空冰雷达向冰川发射低频段电磁波并接收冰川表面和冰底基岩的散射回波。通过对接收到的散射回波进行处理和反演,科研人员可获得冰川厚度和储量信息。与传统技术相比,航空冰雷达具有穿透冰川表面获取冰川内部信息和冰川底部信息的能力。

    本次调查基于新舟60遥感飞机和奖状遥感飞机,搭载航空冰雷达与三维激光雷达进行冰川透视探测,得到2024年度甘肃省水资源基础调查项目的支持。


  • 原文来源:https://www.cas.cn/syky/202412/t20241223_5043265.shtml
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    • 编译者:liguiju
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    • 9月9日发表在《The Cryosphere》(冰冻圈)杂志上的两篇研究论文揭示:在南极西部的Thwaites冰川下新发现的深海海底通道可能是温暖的海水融化冰面的路线,首次对暖水可以到达冰川底面,导致其融化并促进全球海平面上升的途径有了清晰的认识。 英国和美国国际Thwaites冰川合作组织(ITGC)的研究人员于2019年1月至3月期间从冰川以及毗邻的Dotson和Crosson冰架收集了相关数据。其中一个团队利用英国南极调查Twin Otter飞行器收集了在冰川和冰架上空飞行的数据。另一个团队则利用美国南极计划破冰船RV Nathaniel B Palmer绘制冰面海底图。 Thwaites冰川的面积为192,000平方公里(74,000平方英里),相当于英国或美国佛罗里达州的面积,并且特别容易受到气候和海洋变化的影响。在过去30年中,Thwaites及其附近冰川的冰流失总量增加了5倍以上。从Thwaites排入Amundsen海的冰已经占全球海平面上升的大约百分之四。冰川的流失塌陷可能导致海平面大约65厘米(25英寸)的显着增加,科学家们希望找出这种情况发生的速度。 英国南极洲航空(BAS)的航空地球物理学家Tom Jordan博士是领导此次航空探测的首席科学家。他表示:能够绘制隐藏在冰架下面的通道和空腔系统(cavity system)真的很了不起,它们比预期的还要深,有些深度超过800米。它们构成了海洋与冰川之间的关键纽带。海下通道以及相邻的空腔系统很可能是温暖的海水通过冰架下面到达冰层与底面相接冰分界的路线。 在2019年初,异常的海冰破裂使RV Nathaniel B Palmer团队能够对冰川冰面的2000平方公里的海底进行调查。调查区域在从Thwaites冰川延伸的浮动冰架的下面,该区域于2002年断裂被隐藏,在随后的大多数年中由于厚厚的海冰覆盖,让研究队无法进入。研究小组的发现表明,海底通常比以前想象的要深,并且有更多的通道通向冰架下方的冰分界线。 研究发现崎岖的海底在形状和岩石类型方面都是当今Thwaites冰川下的海床的一个很好的模拟对象。通过研究海底地形的退缩模式,能够帮助数值建模人员和冰川学家预测未来的退缩趋势。新的沿海海底图和空腔图共同跟踪了超过100公里的深海通道,到达了冰川位于河床的位置。 (李亚清 编译)
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    • 近日,自然资源部极地科学重点实验室极地多圈层相互作用与气候变化研究团队联合北京工业大学和中国科学院空天信息创新研究院,提出一种基于空间相关性的冰雷达数据成像算法,解决了现有算法中普遍存在的成像结果空间相关性偏低的问题。该研究成果已在线发表于地球和遥感科学领域国际权威期刊。 冰雷达是测绘冰盖冰厚、冰下地形和内部冰层结构的有效技术之一,被广泛用于极地冰盖冰下地形地貌、冰底环境和过程、冰盖演化和古气候研究。冰雷达原始数据中包含各种噪声和干扰,需要经过一系列成像处理,从而将低信噪比、低分辨率和高杂波的原始数据转化为满足高质量成像的数据结果。 研究团队发现,冰雷达数据成像结果的空间相关性和聚焦合成孔径雷达成像算法中选择的合成孔径长度存在一定的关系,而对低空间相关性的冰雷达数据进行长孔径聚焦会破坏成像结果的空间相关性。 研究团队将新算法用于处理中国第33次南极科学考察期间获取的航空冰雷达观测数据,并从信噪比提升能力、计算时间和空间相关性提升能力等3个方面与现有常用的成像算法进行了结果对比。对比结果证明新算法在不降低信噪比提升能力和处理效率的前提下,能有效提高成像结果的空间相关性。 据悉,我国首架南极科学考察固定翼飞机“雪鹰601”投入运营后,针对南极最大数据空白区——伊丽莎白公主地,已成功完成近18万公里航空测量。研究团队持续致力于构建适用于“雪鹰601”机载冰雷达的数据处理分析方法体系,涵盖了数据现场处理、实时质量控制、后期深入处理和定量分析解译方法等,为数据的开放共享和南极雷达冰川学及其多学科交叉研究奠定了重要基础。本次高质量成像算法成果是团队在航空冰雷达数据高质量成像研究领域取得的又一重要进展,有助于加强冰雷达数据用于极地冰盖冰芯年代评估和古积累率重建方面的研究。