寻冰、踏冰、测冰,冰上有最好的年华,锻造了一群特殊的武汉人:身在武汉,心系千里之外的青藏高原冰川、积雪、冻土。在位于武汉的中国科学院精密测量科学与技术创新研究院,有一群研究了青藏高原冰川10年的人。
用雷达卫星给冰川做全身“CT扫描”,把每一条冰川的三维地形都重建出来,测量它们近几十年的冰量变化,并分析气候变化下冰川消融所引起的水资源和灾害问题,这是武汉冰川人的主要工作。
团队利用测算出来的冰量变化,为珠峰高程测量和正在建设的川藏铁路提供了数据支撑。又是一年春和景明时,他们正忙着准备今年的冰川之行。那是一个去了很苦,回来又很向往的地方。
■用雷达卫星给冰川做全身“CT扫描”
骑马转过山路,米堆冰川扑面而来,江利明一下被震撼到了,和祁连山、可可西里的冰川不一样。
江利明是中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量研究部研究员。他形容说,米堆冰川是“五颜六色”的,周边是山,分布着原始森林,冰瀑下面是一大片湛蓝的湖水。
震撼的感觉,柳林一样熟悉。柳林是华中科技大学物理学院引力中心副研究员。柳林讲起下车第一眼看到普若岗日冰原的情形——冰“川”如瀑布如河流,冰“原”则不同,更像一堵20米拔地而起看不到尽头的陡峭高墙,学名叫作“冰舌”。
江利明和柳林从2011年开始接触冰川,如今10年了,这群人中除了他们俩,还包括汪汉胜、沈强、黄荣刚等,不下20人。
青藏高原是全球中纬度地区最大的山地冰川聚集区和发育区。青藏高原大约有10万多条冰川,冰川融水成为国际7大河流、国内3大河流,总计10条以上主要河流之源头。
用雷达卫星给中国内陆乃至亚洲中部山地冰川做一次全身“CT扫描”,简单说就是两颗雷达卫星同时发射微波,再接收反射波,利用两幅雷达影像的时间差(相位),来测算卫星到冰川的距离信息,从而绘制出冰川地形和冰量变化。把每一条冰川的三维地形都重建出来,测量它们近几十年的冰量变化,并分析气候变化下冰川消融所引起的水资源和灾害问题,就是江利明团队的主要工作。
对于《复杂环境冰川地形与冰量变化双站InSAR精密测量关键技术及应用》的成果,为什么能拿到中国测绘学会“测绘科学技术奖”2021年度一等奖,江利明分析,一是创新了理论方法、关键技术;二是有成套的技术体系和重要的科学发现;三是为青藏科考、川藏铁路建设、2020珠峰高程测量等国家重大战略任务提供了很好的数据支撑。
■乍暖还寒,知道危险也得上
卫星雷达干涉测量拍一张照就是50×50平方公里。全天时、全天候不间断测量产生海量数据,按说坐在家里分析数据就行了?不,江利明和柳林异口同声地说,干测量出身的,不仅要对那些卫星数据进行严密细致地分析,还必须去现场进行验证。实地考察永远是第一手资料,既是对数据的验证校准,也是对现象的加深理解。
上冰川,时间特殊,不能太热,冰川消融,看不清原貌;不能太冷,大雪封山,无路可上。每年的9—11月便是观测的窗口期,乍暖还寒,天气也就阴晴不定。
江利明团队第一次上祁连山老虎沟12号冰川时,大雪将他们困在中科院观测站整整10天。天气好转后,他们冒着脚下冰溶洞垮塌的危险,搬运数百公斤的设备爬到冰川上游,布设好所有的仪器设备还得花3天时间。大家每天吃干粮,睡帐篷。野外露营时还经常遇到狼和熊。
“野外做测量做科考还是很危险的,家里人担不担心?”长江日报记者问。“我没跟家里人说。今天我跟你说的这个事情,家里人都不知道。”柳林答。
■为建设川藏铁路提供数据支撑
正在建设的川藏铁路林芝到雅安段,1000多公里,要经过几个大的冰川区。江利明团队利用测算出来的冰量变化,知道哪些冰川变化比较剧烈,对川藏线的影响如何,做了一个评估。他们将这些资料交给铁路设计方,对铁路的选址、选线提供了关键数据支撑。江利明说,冰川运动速度可以在瞬间提高上百倍,冰川消融会形成巨大的冰面湖,这些都很容易造成冰崩、冰湖溃决等重大自然灾害。掌握了冰川变化趋势,对铁路桥梁参数的设计有重要意义。
这就是国家需要,柳林说,他总希望自己的研究能为社会解决实际问题。柳林现在正忙着准备今年的冰川之行。再不能耽误了,他指着一本书《地球的冰冻圈》的封面说,那是去了很苦,回来又很向往的地方。
(记者 周劼)