用远程扫描仪扫描冰川

一组科学家最近完成了对格陵兰岛东南部的赫尔海姆冰川的研究访问。他们研究的目的是利用最新的地面遥感技术——远程地面激光扫描仪(TLS)——来描述冰川的行为。该团队使用Riegl VZ-6000 Ultra-Long Range对冰川进行了几天的监控，该设备可以自动完成对冰川的固定时间间隔扫描。这种自动化为团队提供了一个延时3D数据集，可以称为4D数据集。其中一个关键的突破是，他们能够从6公里宽的峡湾的一侧安全地测量冰川的整个宽度。冰川是地球上最强大的力量之一，因此在保持安全距离的同时监测它们的能力至关重要。

在过去20年里，格陵兰冰盖边缘附近的潮汐出口冰川不断退缩、加速和变薄。这些变化与表面融化的增加同时发生，冰盖对全球平均海平面上升的贡献增加了一倍。具体来说，位于格陵兰东南部的赫尔海姆冰川在过去十年中发生了显著变化，是格陵兰大型出口冰川的典型代表，这些冰川末端为狭窄而深的峡湾(约5-10公里宽，约100公里长，>米深)。2002 - 2005年间，黑尔海姆冰川退缩超过7km，近终端流速由~7km/yr加速到~11km/yr，冰川变薄约200m。自那以后，冰川的速度已经放缓，尽管速度没有回到2002年以前的水平，而且显示出相当大的年际变化。在安全的隔离距离下，描述这样一个冰川的流动速度是一个重大的挑战。然而，必须获得这些数据，以便更好地了解每日和年际变化，以便将它们纳入正在开发的旨在更好地预测海平面上升的下一代地球耦合系统模型。

背景

这并不是该团队第一次进行此类工作。在之前的赫尔海姆冰川之旅中，他们在冰上进行了不稳定的高分辨率GNSS调查，并安装了气候站和延时相机，以捕捉冰川行为的多时间图像。除了这些对冰川活动的视觉和空间一瞥之外，CRREL的研究人员大卫·芬尼根(David Finnegan)此前曾利用TLS试图确定世界各地众多冰川的流速，尽管取得的成功有限。利用现有技术进行的这些以前的努力已经产生了最大有用范围为3-4公里的数据集。尽管这些数据对冰冻圈科学具有突破性意义，但它们的用途有限，因为获取时间很重要，在Helheim冰川的情况下，冰川移动速度(>1m/小时)比激光扫描仪获取数据的速度更快。另一个要求是，需要从固定的冰旁位置获取TLS数据，以确保研究团队的安全，并确保TLS记录的任何移动都只是冰川的移动。考虑的替代方法之一是使用机载激光雷达，这将提供对冰川的及时和全面的覆盖。在格陵兰岛使用机载激光雷达将需要一架为执行北极任务而装备的飞机进行调动和持续徘徊，这并不划算。因此，在冰雪上行驶至少6公里的TLS将在性能和成本效率之间实现最佳平衡。由于没有任何系统可以满足这些要求，因此需要开发一种新的仪器，这种仪器不仅能达到更大的范围，而且能更快地获得数据。 Riegl Laser Measurement Systems took up the challenge of developing a system to meet these demanding specifications.

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