近日，在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高分辨率極區(qū)冰凍圈主被動微波探測技術(shù)“項(xiàng)目和中國科學(xué)院科研儀器設(shè)備研制項(xiàng)目“空基主被動冰川探測儀“的支持下，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心微波遙感技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱迪研究員團(tuán)隊(duì)于2024年11月在我國昆侖山脈古里雅冰川開展了航空飛行試驗(yàn)，成功獲取了昆侖山脈古里雅冰川的機(jī)載高分辨率三維冰川厚度、冰底地形圖和冰表地形圖，標(biāo)志著我國在山岳冰川透視探測領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。
試驗(yàn)中，空間中心自主研發(fā)的雙頻超寬帶航空冰川雷達(dá)首次獲取了優(yōu)于0.5米垂直分辨率的冰川透視探測數(shù)據(jù)。通過與已有古里雅冰川透底冰芯資料的對比分析，雙頻超寬帶航空冰川雷達(dá)在300m冰厚下，測量值與冰芯僅誤差0.08m。在對試驗(yàn)獲取的水平相距200m，垂直分布的21條測線數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理后，科研人員成功繪制出了古里雅冰川的三維冰川厚度圖、冰底地形圖和冰表地形圖。
圖1 古里雅冰川厚度地形圖
圖2 古里雅冰川底部地形圖
圖3 古里雅冰川表面地形圖
圖1冰川厚度圖清晰地呈現(xiàn)了冰川的厚度分布情況。數(shù)據(jù)顯示，古里雅冰川最厚處約為370米，位于（81.46°E ，35.24°N）。值得注意的是，這一位置與1992年和2015年古里亞冰川科考的地面探測結(jié)果高度吻合。通過冰川厚度分布圖，可以準(zhǔn)確計(jì)算古里雅冰川的儲量和變化情況，為冰川物質(zhì)平衡研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)支持。在探測精度方面，科研團(tuán)隊(duì)使用冰芯附近的多航線散射回波進(jìn)行二維插值計(jì)算得到冰芯位置的冰深為309.81米，與2015年古里雅高原冰芯鉆取長度309.73米僅相差0.08米，驗(yàn)證了此次探測工作的精度和準(zhǔn)確性。
圖2冰川底地形圖則揭示了冰下山脈的位置和走向?？蒲袌F(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，冰川厚冰區(qū)域?qū)?yīng)于冰底地形為山谷區(qū)域，這與山岳冰川的累積形成機(jī)理相吻合。以冰芯位置為中心，分布著四座山峰。其中，冰芯東西兩側(cè)約1千米的兩座山峰位置和深度分別為（81.47°E ，35.23°N），距冰表大約100米，和（81.47°E ，35.24°N），距冰表大約130米；冰芯南北兩側(cè)相距約3千米處有兩座山峰，位置和深度分別為（81.45°E ，35.24°N），距冰表大約40米，和（81.49°E ，35.23°N）。值得注意的是，這兩座山峰超出了冰表，但由于相距較遠(yuǎn)，中間有一段較為平坦的厚冰區(qū)域。
圖3冰川表面海拔地形圖顯示，盡管古里雅冰川是平頂冰川，但其冰表地形仍存在一定的起伏。根據(jù)航空冰雷達(dá)優(yōu)于0.5米的垂直分辨率，機(jī)載慣導(dǎo)和GPS設(shè)備的定位能力，將有助于監(jiān)測和估計(jì)冰川的消融過程。
此次航空冰川透視探測試驗(yàn)的成功開展，不僅為古里雅冰川研究提供了寶貴資料，豐富了我國冰川的透視探測數(shù)據(jù)集，還完善了山岳冰川多頻段輻射傳輸模型?？蒲袌F(tuán)隊(duì)表示，如果這一冰川探測方法能夠推廣，將極大提高我國冰川儲量的探測精度和冰下環(huán)境參數(shù)的獲取能力。
展望未來，科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)展冰川的運(yùn)動模型、冰川儲量模型、分層冰溫模型等，這些探測數(shù)據(jù)和反演模型將為南北極冰川/海冰探測、星載冰凍圈探測提供數(shù)據(jù)支撐和模型基礎(chǔ)。
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