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中国团队解读卫星遥感如何守护“地球水塔”：全方位监测冰川变化
中新网北京6月5日电 (记者 孙自法)被誉为“地球水塔”的冰川/冰盖是全球最大的淡水宝库，作为全球气候变化的重要指示器和调节器，其对世界环境的影响备受关注。
6月5日是世界环境日，中国科学院空天信息创新研究院(空天院)冰川与气候变化遥感团队黄磊副研究员等当天解读认为，卫星遥感已成为当前全方位监测冰川变化最主要的手段，通过冰川遥感，正在加强人类对气候变化的预警和适应能力。
2025年是国际冰川保护年
黄磊介绍说，气候变化正越来越深刻地影响冰川变化，冰川/冰盖的变化对周边尤其是干旱半干旱地区人类生产生活、生态环境以及海平面变化起着关键作用。为此，联合国教科文组织和世界气象组织联合将2025年定为国际冰川保护年，旨在应对冰川加速消融带来的生态环境危机，并提升公众对冰川保护重要性的认知。
卫星拍摄的青藏高原中部格拉丹东冰川群(2016 年，左图)；云雾遮挡下的珠穆朗玛峰周边冰川(2021年，右图)。中国科学院空天院 供图
冰川保护首先要开展冰川的监测和记录，由于冰川通常位于极高极寒地区，以往仅依靠人工实地监测，费时费力效率还低。作为当前全方位监测冰川变化的最主要手段，通过卫星遥感可快速准确监测冰川/冰盖变化，及时了解冰川变化趋势，短期可以帮助人们避免受到冰川跃动、冰湖溃决之类的灾害影响，长期有助于制定适当的发展策略、适应气候变化，最终实现人与环境的可持续发展，意义重大。
全面立体记录冰川变化
卫星遥感可以监测冰川的哪些变化？中国科学院空天院冰川与气候变化遥感团队指出，目前主要使用多光谱、合成孔径雷达和激光雷达等传感器，开展冰川面积、运动、厚度变化、平衡线等方面的监测，为冰川变化作全面、立体的记录。
光学遥感识别冰川轮廓方面，冰川覆盖范围的变化是冰川变化(退缩或前进)最直观的体现，确定冰川面积的变化，需要在卫星图像上先识别不同年份的冰川轮廓，再进行对比分析。研究人员可通过冰川在卫星图像上所占像素的数量变化以及单个像素对应的面积，推测冰川面积变化情况。
针对遥感识别冰川面临“冰川区云量较大，对卫星过境时成像造成遮挡”“山区和云的阴影导致图像上冰川亮度差异”“冰川以外的积雪、卫星过境时的云雾等与冰川颜色接近，易干扰识别”等障碍，研究团队通过波段间的运算，并结合大量图像的长期观测以及人工智能算法，目前已可快速识别冰川并计算其面积变化。
通过遥感光学图像重复观测，可克服云雾干扰，自动化提取冰川轮廓。中国科学院空天院 供图
雷达散射探测冰川内部结构方面，光学卫星图像上冰川反射很强，在冰川表面很难分辨出细微的差异，而合成孔径雷达对物质表面的粗糙度、含水量等参数非常敏感，又具有一定穿透性，可以更精细地区分冰川表层结构。尤其是在不同季节、不同月份，冰川表层的干雪、湿雪、粒雪、裸冰的分布，展现冰川的物质平衡过程，并由此区分出哪些冰川夏季积累更多、哪些冰川冬季积累更多和每个冰川每年融化月份等信息。
雷达干涉快速获取冰川运动方面，随着全球气候变化，很多冰川变得更加活跃，其快速运动容易导致山区的冰湖溃坝或者堵塞河流。合成孔径雷达差分干涉测量是一种利用合成孔径雷达数据进行高精度地表形变监测的技术，它通过比较不同时间获取的合成孔径雷达图像的相位差异，提取毫米级的地表位移信息，可应用于冰川运动监测和灾害预警。
探索未来可持续发展路径
全球加速变暖，直接导致冰川加速融化，对于局部区域，其带来更紧迫的水资源、生态环境、自然灾害影响；对于全球，冰川/冰盖融化导致的海平面上升，正威胁着小岛屿国家和沿海城市居民的生存环境。
合成孔径雷达探测冰川表层结构及亚洲地区冰川积累类型。中国科学院空天院 供图
在联合国2030年可持续发展议程设立的第13个可持续发展目标“气候行动”中，重点关注气候变化相关灾害预警，以及气候变化脆弱区的适应能力。而气候行动目标中，冰川遥感正是加强人类对气候变化的预警和适应能力。
中国科学院空天院冰川与气候变化遥感团队总结表示，对冰川的观测，不仅是守护地球今天的环境，也是守卫地球环境未来可持续发展。通过科技手段，努力促进气候变化目标与可持续发展目标的协同发展，旨在共同守护人类的家园环境。(完)
【编辑:田博群】 相关推荐：
