科研动态:披荆斩棘探祁连,通力合作开新篇 :中大-兰大祁连山野外联合科学考察活动如期开展

发布人:许粤

 

凉风卷云下中川,

墨洒十月向祁连。

饮酒飞天发狂意,

一路向西问天山*。

 

——中大测绘祁连山科考队员林泓

*天山为古时祁连山的别称

 

        9月29日清晨,中山大学测绘科学与技术学院科考队从珠海校区乘车至广州市搭乘航班,前往甘肃省兰州市与兰州大学资源环境学院科考队会合,正式开启本次野外联合科学考察活动。

 

 

兰大访问交流

 

        9月30日,应兰州大学资源环境学院牟翠翠教授和彭小清副教授的盛情邀请,中山大学测绘科学与技术学院惠凤鸣副院长带领祁连山野外科考队员来到美丽怡人的兰州大学,与兰大资环学院、中科院西北院师生进行学术交流。

 

        惠凤鸣副院长向与会师生介绍了中山大学测绘科学与技术学院自成立以来的发展概况、学院学科定位、人才队伍建设、科研设施基础、学生培养及未来规划等情况。随后,惠凤鸣副院长与郑雷博士分别以“北极冰间湖遥感监测研究”和“冰盖融化遥感监测与模拟”为主题进行学术报告。惠凤鸣副院长从冰间湖的定义出发,介绍了冰间湖对北极气-冰-海的水热能量交换及全球气候变化的重要影响,点明了当前北极冰间湖热通量估算研究存在的问题,阐述了北极冰间湖提取及其热通量估算研究的新思路。郑雷博士介绍了团队基于多源遥感数据开展的南极冰盖融化算法研发、自动监测、反演模拟等方面的研究进展,并就格陵兰冰盖次表面湖微波遥感监测等方面的研究进展进行了汇报。与会师生对二位老师介绍的相关研究展现出了浓厚兴趣,纷纷向主讲人提问交流,展开了热烈讨论。

 

 

        会议最后,主持人牟翠翠教授总结道,两个学院在冰冻圈科学研究领域既共通又互补,希望未来能够在科学研究、实习基地建设、人才交流、学生培养等方面开展全方位合作。

 

 

兰州-俄博岭科学考察活动

 

        10月1日清晨,科考队自兰州出发,途径大通、达坂山、青石嘴镇,初步开展了冰冻圈地貌特征考察,从我国地形第二阶梯(黄土高原)过渡到第三阶梯(青藏高原东北部),并于晚间抵达祁连县。

 

        10月2日清晨,科考队前往俄博岭垭口多年冻土实验区,于此处开展了冻土热融滑塌无人机航飞、冻土活动层杆探、土壤水分/电导率观测、BNU-1星地一体化同步观测及典型地物光谱采集等多项野外工作。

 

        俄博岭垭口实验区平均海拔约3600米,属于富冰多年冻土区,地形破碎化严重,广泛分布冻胀草丘、热融湖塘、热融滑塌等多年冻土典型地貌。此实验区存在多年冻土退化、热融滑塌广泛发育的情况,由此带来草原退化、生态脆弱性加剧、生态系统稳定性降低等问题,因此,开展俄博岭富冰多年冻土区域的热融滑塌变化监测,对地表景观与生态环境变化、区域热量交换等研究具有重要科学意义。

 

 

        在野外作业开始之前,彭小清老师带领大家徒步前往俄博岭一处典型热融滑塌区进行实地考察,并与拍摄于今年7月中旬相同位置的热融滑塌区照片进行了对比(如下图为分别拍摄于7月与10月的热融滑塌区照片)。相较于7月份,该处热融滑塌的范围和深度显著增加,地表径流明显发育,说明夏季强烈的太阳辐射,多年冻土已进一步退化,地表景观结构显著改变。

 

1、冻土热融滑塌无人机航飞

       本次航飞任务主要针对俄博岭垭口的冻土热融滑塌区域,结合卫星影像与实地勘察资料,分析祁连山冻土热融滑塌区域的空间分布特征与发育机制。惠凤鸣副院长、李刚老师、郑雷博士和林泓、王升第主要执行本次冻土热融滑塌无人机航飞任务。

 

       在航飞过程中,俄博岭垭口低温且风速高的环境状况,为无人机飞行的稳定性及电池续航能力带来了极大挑战,加之队员在跨越3000米海拔后,出现了一定的高原反应,使得整个航飞任务较为艰巨。但在队员们的坚持与不懈努力下,冻土热融滑塌区域的航飞任务顺利完成。

 

 

2、冻土活动层杆探及土壤水分/电导率观测

       本次冻土活动层的实测任务主要针对俄博岭实验区内近邻的冻胀草丘与热融湖塘的活动层厚度、浅层及深层土壤含水量、土壤电导率等参数进行了实测,旨在依此探究不同微地貌对于活动层厚度变化的影响机制。在完成热融滑塌现场观测后,彭小清老师和于亦宁、赵耀华马不停蹄地投入到了冻土活动层厚度杆探及土壤水分/电导率观测任务中,连续野外作业超四个小时,共计测量木桩点39个,插杆78次。相比于夏季,10月初冻土活动层已经达到最大融化量,为最佳测量时间,但现场插杆难度较之夏季更为艰巨,无法一杆到底,需要两人多次合力才能完成一次完整的插杆测量。对于第一次参与较高海拔下野外测量的科考队员于亦宁来说,长时间的连续野外作业给身体和精神都带来了巨大挑战,但他依然出色地完成了任务。

 

 

3、BNU-1星地一体化同步观测

       本次星地一体化同步观测任务需在BNU-1卫星过境时,利用便携式野外光谱仪与标准参考板结合同步测量地表反射率。BNU-1卫星于10月2日13时28分过境俄博岭垭口实验区,经现场勘察,科考队选择了实验区内分布较为均一的草甸作为BNU-1太阳反射通道的星地一体化同步观测辐射定标场,以实现对目标遥感器的在轨辐射定标。此外,科考队采集了土壤湿度不一的冻胀草丘、热熔湖塘、裸地等冰冻圈典型地物地貌的光谱信息。叶玉芳老师、王雪老师和李岚静主要执行本次星地一体化同步观测及光谱信息采集的任务。

 

       在观测过程中,由于俄博岭实验区天气变化较为迅速,地物信息记录、积分时间计算、参考白板光谱曲线采集以及地物光谱采集需要在短时间内完成,非常考验科考队员之间的配合默契度和操作熟练度。在BNU-1卫星过境俄博岭垭口实验区前后共半小时之间,观测小组记录了10个定标样区光谱曲线,共收集了7类俄博岭区域典型地貌类型的光谱信息。

 

 

       本次野外科考虽然艰苦,也遇到了一些始料不及的困难,但最终都圆满完成了任务,科考队成员们用实践证明了自己的专业水平。联合野外工作期间,两校师生相互学习、共同进步。通过交流合作让思想丰盈,对冰冻圈有了更加深入的认识。期望在接下来的考察过程中,两校师生再接再厉,为冰冻圈科学研究事业贡献力量。