精密測量院江利明研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合空天信息創(chuàng)新研究院、青藏高原研究所等科研機(jī)構(gòu)，基于探地雷達(dá)（GPR）等地面觀測和航空遙感在八一冰川開展綜合觀測實(shí)驗(yàn)，重建了精細(xì)冰川表面高程和冰下地形特征；定量評估了八一冰川儲量，分析了氣候變化對冰川面積、厚度和體積變化的影響。該研究成果近期發(fā)表在期刊《Journal of Hydrology: Regional Studies》上，是該綜合觀測實(shí)驗(yàn)繼年初發(fā)表在遙感領(lǐng)域頂刊《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》后的又一篇力作。

八一冰川位于祁連山西段，是中國西北地區(qū)第二大內(nèi)陸河流域——黑河源頭最大的冰川。然而，在過去17年里，氣候變化導(dǎo)致冰川消融加劇，威脅著黑河流域的水文生態(tài)安全。因此，明確八一冰川儲量，探討冰川變化特征及影響因素，對于評估冰川當(dāng)前及未來變化狀態(tài)及其對流域水資源影響至關(guān)重要。研究團(tuán)隊(duì)在2023年3月野外考察中，首次采用國產(chǎn)“新舟60”遙感飛機(jī)搭載激光雷達(dá)和SAR設(shè)備，結(jié)合地面控制點(diǎn)校正，獲取了高分辨率、高精度冰川表面高程。基于GPR測量，精細(xì)刻畫了八一冰川冰下地形的“W型”特征。結(jié)合衛(wèi)星遙感和氣象數(shù)據(jù)，分析了冰川面積和體積變化特征及影響因素。

圖a為八一冰川位置及GPR測量路線，圖b-e為地面測量，圖f為新舟60遙感飛機(jī)

研究發(fā)現(xiàn)，八一冰川面積從2006年的2.68 k㎡縮減至2023年的2.36 k㎡，減少了12.17%，每年縮小的面積為2.7個標(biāo)準(zhǔn)足球場。平均冰厚從54.2m降至45.16m，最厚處減少了12.5m。冰川體積從0.153 km³驟降至0.1065 km³，銳減30.39%，消失的冰量相當(dāng)于3.2個西湖。此外，八一冰川剖面可知，冰下地形存在兩個“Overdeeping”區(qū)（圖a-d）。這是因?yàn)椋?/span>夏季6-9月平均氣溫以每年0.15℃的速度上升；年固態(tài)降水量以2mm/year的速度減少，冰川“補(bǔ)給”持續(xù)萎縮，此外，夏季液態(tài)降水增加導(dǎo)致蒸發(fā)量飆升，形成“消融-蒸發(fā)”惡性循環(huán)（圖e-h）。研究結(jié)果突顯了航空和地面綜合觀測在冰川學(xué)研究的重要性，建立的高精度冰川厚度和冰下地形數(shù)據(jù)，為冰厚模型參數(shù)校準(zhǔn)和未來演化研究提供了珍貴的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖a為重建的冰厚分布；b為冰下地形；c-d分別為冰川橫向和中心線剖面；

e-f分別為冰川區(qū)季節(jié)性氣候特征

該研究以“Mass loss of Bayi Glacier in the Heihe River Basin revealed by ground-penetration radar measurements from 2006 to 2023”為題發(fā)表在國際知名期刊《Journal of Hydrology: Regional Studies》上，精密測量院為第一完成單位，精密測量院研究員江利明為通訊作者，博士研究生龐校光為文章第一作者。

該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目、湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)計劃項(xiàng)目等聯(lián)合資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2025.102255