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                          青藏高原大范圍多年凍土區地面形變遙感研究取得進展

                          2021-11-19 西北生態環境資源研究院
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                            已有觀測和模型表明,氣候變暖背景下青藏高原多年凍土活動層厚度增大,年平均地溫升高和熱融喀斯特地貌廣泛發育。地面形變是多年凍土退化的重要指示器,然而目前地面形變的研究多集中在較小空間尺度的研究上,并且對多年凍土區凍融過程的時空異質性考慮不足,大尺度大范圍地表變形的空間特征以及控制因子仍不清楚。
                            中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室研究員吳通華團隊發展了適用于多年凍土區較大空間尺度的InSAR地面形變遙感反演方法,并將其應用于青藏高原中部約14萬平方公里的區域。該方法基于Sentinel-1 SAR遙感影像資料并結合MODIS地表溫度和土壤數據分析,充分考慮了多年凍土區凍融過程的時空異質性,能夠有效地分離與活動層凍融過程相關的地面季節形變以及與多年凍土融化引發的地面長期形變,結果表明青藏高原中部經歷著明顯的地面季節形變和長期形變(圖1)。該研究引入了地理探測器方法和相關性分析來揭示地面形變的控制因子。坡度是地面季節形變的主要控制因素,地勢平坦的地區更容易發生較大的地面季節形變(圖2)。而地下冰含量和多年凍土溫度則是地面長期形變的主要控制因子,高溫且富冰多年凍土更容易誘發地面長期形變的發生(圖3)。這也從側面說明了,低溫富冰多年凍土雖然現在較為穩定,但是在氣候持續變暖過程中,低溫多年凍土會向高溫多年凍土持續轉變,導致更為廣泛的地面長期形變而引發熱融災害。該成果可為青藏高原乃至北極多年凍土地面形變監測提供可靠的技術方法,有助于深化理解多年凍土區地面形變與地表凍融過程及多年凍土退化之間的關系,為高原生態環境保護和工程建設維護提供重要科學支撐。 
                            該成果以Magnitudes and patterns of large-scale permafrost ground deformation revealed by Sentinel-1 InSAR on the central Qinghai-Tibet Plateau為題發表于Remote Sensing of Environment。該研究得到了國家自然科學基金項目、國家冰川凍土沙漠科學數據中心開放基金、中科院特別研究助理資助項目的共同資助。 
                          圖1 遙感影像資料分析揭示的青藏公路沿線地面長期線性形變(a)和季節形變(b) 
                          圖2 (a)坡度和地面季節形變之間的相關關系;(b)坡向和地面季節形變之間的相關關系;(c)基于剖面線QQ’(圖1)的地面季節形變 
                            圖3 (a)地面長期形變和地下冰含量之間的相關分析;(b)地面長期形變和多年凍土年平均地溫之間的相關分析;(c)地面長期形變和地下冰含量以及MAGT之間的相互關系 
                          打印 責任編輯:江澄

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