冰盖运动的新发现丹?研究使???智能对格陵兰岛

格陵蘭岛冰盖面积巨大，几乎占了北半球淡水总量的一半。然而地球上不断升高的温度正在导致其融化以及全球海平面的上升，因而冰盖的运动受到密切监测。在2022年12月发表于《地球物理研究快报》的一项研究中，这组来自GEUS和哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的作者们使用广泛的卫星测量，揭示了冰盖的运动似乎和冰下的融水流动密切相关。使用人工智能，他们分析了冰的运动，其可以根据运动模式分为四类。“我们使用机器学习算法将年度时间序列分类为具有特征性的季节性模式，并将结果与气候模型模拟的径流进行比较。”作者们阐释道。

根据该团队的说法，在对同一地点的冰盖运动为何会随时间而变化的理解中，这些信息一直缺失，而这些是对于海平面上升等问题进行更精确气候建模的重要知识。“有了大量卫星数据和人工智能，我们能够识别和绘制冰盖边缘大片地区的一般季节性波动。不仅是一年的，还有若干年内的波动。”论文首席作者、GEUS高级研究员安妮·索佳德解释说。“我们的研究因此提供了对冰下过程的间接观察以及与融水的大尺度上的联系。这种联系对于了解未来的气候变暖非常关键，在变暖情况下融水量会增加。”

当表面融水到达冰的底部时，其主要通过融化的通道流向冰盖边缘。该团队发现，这些通道的设计， 亦称冰川下排水路径，会影响到上方冰的运动。如果充当排水系统的这些通道不能很好地将水引走，底部的压力就会上升，从而减少冰与底部之间的摩擦。这继而又会导致冰更快地向海洋移动。反之亦然，如果排水系统是有效的，冰的移动就会更慢。

索佳德指出， 这种排水系统并非是固定排列的有着特定大小的管道或渠道，而是在融化季节形成的通道。虽然融水可以将排水系统融化得更大，但冰流可以关闭系统。因此，排水系统可以在高效和低效之间交替。“这使我们在冰盖不同位置发现了冰速的四种变化比如在融化季节中期，当融水充足时，速度可能会减慢，因为排水系统突然变得高效。或者系统仍然低效，处于高压之下。所以速度与融水量是一致的。”

由此该团队能够观察到一年中冰盖上的冰以这种或那种方式移动的位置。通过这样做，他们可以深入了解冰下正在发生的情形，并密切关注其每年的变化。“我们的发现有助于更好地理解冰盖怎样对更高的温度和更多的融水做出响应，这可以帮助我们开发未来的气候模型。”共同作者尼尔斯·玻尔研究所博士研究员戴拿·拉普说。

该团队使用人工智能来检测和分离数以千计的测量结果中的运动模式，这对于人类分析而言很快就变得难以处理。“这项研究中人工智能和大量的计算能力帮助我们看到了之前未被发现的模式和联系。”共同作者尼尔斯·玻尔研究所教授克里斯汀·海德博格说。

“我们发现，单个冰川并没有被归类为一种类型，而其响应取决于排出融水的可用性，并且冰速的季节性模式在空间和时间上都有变化，无论是沿着单个冰川还是在相邻冰川之间”，作者们写道。“我们的结论是，对径流响应的季节性模式为冰川下水文系统在径流季节的演变提供了解释依据。了解冰流对融水的响应及其与冰川下水文系统的联系，对于了解冰盖对未来气候变暖的动态响应至关重要” 。