【儀表網 儀表研發】劍橋大學的科學家們，利用光纖傳感技術對格陵蘭冰原的冰特性進行了詳細的測量。隨著氣候變化的影響繼續加速，他們的發現將被用于建立更精確的模型，以預測大冰蓋的未來運動。該研究部分由歐盟資助。
 

　　研究小組使用了一種新技術，通過光纖電纜傳輸激光脈沖，從冰原表面一直到地下1000多米的冰原基地，獲得了高度詳細的溫度測量數據。
 

　　與以往的研究不同的是，以往的研究是通過距離幾十米甚至幾百米遠的獨立傳感器來測量溫度，而新方法允許沿深鉆孔中安裝的光纖電纜的整個長度來測量溫度。最后，他們展示了一個非常詳細的溫度剖面，它控制著冰的變形速度，以及最終冰原的流動速度。
 

　　冰原的溫度，被認為是以平滑的坡度變化的：表面最溫暖的部分是太陽照射的地方；而在底部，當冰原穿過冰川下的地形走向海洋時，地熱能和摩擦力使冰原的溫度升高。
 

　　相反，新的研究發現，溫度分布其實比想象中更加不均，高度局部變形的地區進一步使冰變暖。這種變形，主要集中在不同年代和類型的冰的邊界處。
 

　　雖然這種變形的確切原因尚不清楚，但它可能是由于過去火山噴發時冰中的灰塵，或穿透冰表面幾百米以下的大裂縫造成的。
 

　　自上世紀80年代以來，格陵蘭冰蓋的大規模損失增加了6倍，現在是全球海平面上升的最大單一原因。大約一半的損失，來自于地表融水的徑流；而另一半，則是由于快速流入海洋的冰川將冰直接排入海洋。
 

　　為了確定冰是如何移動的，以及冰川內部的熱力學過程，準確的冰溫度測量是不可少的。
 

　　月球表面的狀況，可以通過衛星或野外觀測以一種相對簡單的方式探測到。然而，要確定這一千米厚的冰蓋底部正在發生什么，要觀察起來就困難得多。而且，缺乏足夠觀察，是全球海平面上升預測不確定性的一個主要原因。
 

　　由歐洲研究理事會資助的RESPONDER項目正在解決這一問題，利用熱水鉆探技術在Sermeq Kujalleq(儲存冰川)鉆孔，并直接研究格陵蘭島最大冰川之一底部的環境。“通過使用光纖電纜，基本上整個電纜變成了一個傳感器，所以我們可以從表面一直到基座進行精確測量。”
 

　　為了安裝電纜，科學家們必須先鉆穿冰川，這個過程是由阿伯里斯威斯大學的布林?哈伯德(Bryn Hubbard)教授和塞繆爾?多伊爾(Samuel Doyle)博士領導的。將電纜放入井眼后，研究小組在電纜中傳輸激光脈沖，然后記錄下光在電纜中的散射畸變，這種畸變隨周圍冰層溫度的變化而變化。荷蘭代爾夫特理工大學的工程師和利茲大學的地球物理學家，則協助進行了數據收集和分析。
 

　　“這項技術是我們記錄長距離、高分辨率冰溫度空間變化能力的一大進步。通過進一步的調整，該技術還可以記錄其他特性。”
 

　　研究人員在冰川中發現了三層冰：最厚的一層是由過去一萬年形成的冰冷堅硬的冰組成的。在下面，他們發現了上個冰河時代的舊冰，由于被困在冰中的灰塵，這些冰更軟，更易變形。然而，最讓研究人員吃驚的是――冰川底部有一層超過70米厚的暖冰。勞說:“我們知道這種類型的暖冰來自更溫暖的阿爾卑斯環境，但這里的冰川通過自身變形產生熱量。”
 

　　“通過這些觀察，我們開始更好地理解為什么格陵蘭冰蓋的質量正在如此迅速地減少，為什么冰的釋放是冰損失的一個突出機制。”
 

　　新的數據將允許研究人員改進他們的模型，即格陵蘭冰蓋目前如何移動，未來可能如何移動，以及這對全球海平面上升將意味著什么。