隨著全球氣候變暖

冰川正在經(jīng)歷加速消融

形成數(shù)以萬計的冰湖

它們會產(chǎn)生什么影響？

遠(yuǎn)方的聲音已在訴說一二

冰湖一旦潰決對下游危害重大

水質(zhì)突變，可能對生態(tài)產(chǎn)生影響

鹽度、酸堿度突變，可能減少生物多樣性…

這種新興的高寒水生生態(tài)系統(tǒng)

為什么會突變？會怎樣影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境？

如何才能理解冰湖水生態(tài)環(huán)境的變化秘密？

有太多疑問需要被厘清

但冰湖形成的速度

比人類了解它們的速度快太多了

且“解密冰湖”路途遙遠(yuǎn)、

不確定因素多、監(jiān)測手段難全面覆蓋…

好在這個團(tuán)隊找到了科技“新解法”

他們是如何做到的？

往天上“走”5公里

最怕沒采集到有效數(shù)據(jù)

“目前青藏高原上約有2萬個冰湖，還在不斷增加。”說這話時，張強(qiáng)弓有些迫切。他是中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員，最初研究冰川和氣候環(huán)境變化，但隨著冰川消融，他發(fā)現(xiàn)自己的研究對象在逐漸消失。茫然中，他驚覺冰湖的變化蘊(yùn)含著許多未知的奧秘，和氣候環(huán)境變化有關(guān)?！巴缓０蜗拢呀?jīng)有下游的放牧業(yè)受到影響，牛羊吃草的地方越來越局限。而我們現(xiàn)在要做的是更多地走近冰湖、了解它們，才能知道如何去保護(hù)它們和生態(tài)?！?/span>

因此，張強(qiáng)弓研究小組需要定期趕到冰湖邊觀測點。“這些冰湖都發(fā)育在冰川的末端，一般海拔都在5000、5500米以上，相當(dāng)于往天上走5公里路，初來者很難適應(yīng)這里的環(huán)境?！睆垙?qiáng)弓說道。每次出發(fā)，團(tuán)隊需要先輾轉(zhuǎn)抵達(dá)拉薩站點，再帶上監(jiān)測設(shè)備、用于湖水采樣的皮劃艇向冰湖深處前進(jìn)，采集水樣后還需長途轉(zhuǎn)運，部分樣本甚至要跨越千里送到檢測中心，過程很周折。

為期7天的強(qiáng)化觀測更是一場對身體和耐力的雙重考驗。湖上天氣瞬息萬變，晴空下突降的狂風(fēng)暴雨是常態(tài)，組員需要7天7夜駐守冰湖，每隔數(shù)小時采集一次水樣。張強(qiáng)弓研究小組博士研究生路子建記得，有次在納木錯監(jiān)測，一位師兄采樣時船身側(cè)翻，墜入數(shù)百米深的冰湖。還好同行隊員將人救起，上岸后兩人緩了好久。“那可是冰湖啊，透心涼，大家都嚇壞了?！?

辛苦之余，他們最擔(dān)憂的還是無功而返。冰湖的變化和高原的天氣一樣捉摸不透，水質(zhì)也跟著瞬息萬變，有可能駐守7天都無法捕捉到冰湖突變的過程。張強(qiáng)弓介紹：“研究冰川的時候，我們會取完整的冰芯回帶實驗室，里面蘊(yùn)含著很多信息，但冰湖水樣是否有效就說不準(zhǔn)了。更何況廣袤高原上，成千上萬個冰湖亟待探索。全靠人工去做完冰湖監(jiān)測，太慢了。”

能不能用水色去解讀水質(zhì)？第一次冒出這個想法，張強(qiáng)弓正坐在飛機(jī)上看著下面一個又一個冰湖，每一個冰湖都很美，每一個的顏色都有所不同，變化多端。“我們看到的湖泊水色變化，是否就能反映出水質(zhì)的變化？”抱著這個看似天馬行空的想法，張強(qiáng)弓開始翻閱大量資料，發(fā)現(xiàn)可行性。

2022年起，張強(qiáng)弓研究小組聯(lián)合?？低昐TAR科技公益，開始實踐通過視頻感知設(shè)備監(jiān)測冰川消融和冰湖水環(huán)境變化，在廓瓊崗日、槍勇、珠峰絨布等典型冰川-冰湖區(qū)成功布設(shè)臻全彩視頻監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)長期、實時、高分辨監(jiān)測冰湖變化。

“通過連續(xù)的高分辨率觀測，我們發(fā)現(xiàn)湖水顏色和實測水質(zhì)關(guān)聯(lián)特別強(qiáng)。”路子建清晰記得針對槍勇冰川冰湖在2024年5月與7月出現(xiàn)的觀測峰值。冰湖水色在這兩個月顯著改變，經(jīng)過反演模型分析，精準(zhǔn)捕捉到濁度變化。相比以往人工監(jiān)測的耗時費力，這套遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)極大提升了效率。

“有時候冰湖結(jié)冰又融化，時間很快，顏色在幾小時內(nèi)就可能發(fā)生突變，這是人力蹲守觀測很難捕捉到的?！睆垙?qiáng)弓介紹，現(xiàn)在他們通過RGB影像與深度學(xué)習(xí)模型協(xié)同的冰湖水質(zhì)監(jiān)測方法，得以洞察冰湖水質(zhì)的快速波動及其驅(qū)動因素。

“我們甚至可以有效地監(jiān)測最偏遠(yuǎn)的小型冰川湖，捕捉湖水環(huán)境的快速變化，并直接估算某些關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)，例如濁度?！睆垙?qiáng)弓研究小組發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊的論文中提道，這一創(chuàng)新成果為探索高原生態(tài)環(huán)境變化提供了全新技術(shù)路徑。如此一來，該技術(shù)有望復(fù)制到數(shù)以萬計的冰湖監(jiān)測研究，更全面地研究氣候變化、區(qū)域小氣候及其對下游的影響。

科研是一段漫長的接力賽

一批又一批科研人員積累的研究結(jié)果

為守護(hù)冰凍圈、保護(hù)氣候環(huán)境添磚加瓦

如今，張強(qiáng)弓研究小組已經(jīng)采集了

上百T數(shù)據(jù)，并且持續(xù)“解密冰湖”

科技的加持，讓這段科研之路

變得更有底氣、更加高效，也更充滿希望

今年是國際冰川保護(hù)年

也是冰凍圈科學(xué)行動十年的元年

人們對冰凍圈關(guān)注度越來越高

科技的發(fā)展、行動的加速

都在助力人類與自然和諧共生的愿景

早一點、更早一點照進(jìn)現(xiàn)實