冰川是氣候變暖背景下變化最為快速、最顯著和最具指示性的地理要素之一。過去50年來，由于氣候變暖導(dǎo)致全球冰川加速消融退縮，造成海平面上升、水循環(huán)變化、冰川災(zāi)害增加，引發(fā)高度關(guān)注。因此，應(yīng)用科學(xué)的方法緩解冰川消融和保持水資源的可持續(xù)利用，在當(dāng)前區(qū)域迅速增溫、冰川快速退縮的情境下顯得尤為重要。尤其是，中國的山地冰川在數(shù)量上以小冰川（面積小于1km²）為主，占到冰川總數(shù)的80%。數(shù)量眾多的小冰川應(yīng)對氣候變暖尤為脆弱。一旦小冰川呈現(xiàn)全面消融，如不加人工干預(yù)則難以逆轉(zhuǎn)最終消亡的現(xiàn)實(shí)。 

　　然而，目前對冰川的研究主要集中在變化過程、機(jī)理和未來變化預(yù)估等方面，而在應(yīng)對冰川消融的工程措施方面相關(guān)研究極少?；谏鲜隹茖W(xué)問題，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院（以下簡稱“西北研究院”）天山冰川站研究團(tuán)隊(duì)以天山烏魯木齊1號冰川為例，開展了利用覆蓋材料減緩冰川消融的研究。該研究結(jié)合地面三維激光和無人機(jī)獲取的數(shù)字高程模型、反照率以及氣象數(shù)據(jù)，定量評估了三種不同覆蓋材料下減緩冰川消融的效果。研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋材料的冰川區(qū)域能夠減緩29%~56%（圖1），其中納米材料保護(hù)效果更顯著（56%）（圖2）。本研究特色和創(chuàng)新體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：將傳統(tǒng)冰川學(xué)（物質(zhì)平衡等）和應(yīng)用材料科學(xué)結(jié)合起來，形成新的學(xué)科交叉；將科學(xué)和技術(shù)結(jié)合，轉(zhuǎn)化為工程實(shí)踐應(yīng)用于冰川，即應(yīng)用微觀尺度的“地球工程學(xué)”實(shí)現(xiàn)減緩區(qū)域氣候變暖。該研究提出的利用覆蓋材料減緩冰川消融的方法，為緩解和適應(yīng)氣候變化的決策提供了科學(xué)實(shí)踐依據(jù)，同時(shí)為解決普通民眾和相關(guān)政府部門普遍關(guān)注的冰川消融問題提供了借鑒。 

　　該成果于2022年6月以 Quantifying the Artificial Reduction of Glacial Ice Melt in a Mountain Glacier (Urumqi Glacier No. 1, Tien Shan, China) 為題在線發(fā)表在工程技術(shù)領(lǐng)域TOP期刊 Remote Sensing (IF=4.848)上。西北研究院冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士研究生劉爽爽為第一作者，王飛騰研究員為通訊作者。該研究獲冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（SKLCS-ZZ-2022）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2020YFF0304400）等項(xiàng)目聯(lián)合資助。 

　　　　文章鏈接 

圖1 2021年8月28日正射影像（左圖）、由DEM生成的山體陰影（中圖），以及2021年6月24日至8月28日期間高程變化（右圖）

圖2 納米材料在不同日期的保護(hù)效果：7月1日(a)、7月9日(b)、7月25日(c)和8月15日(d)