冰川被认为是气候变化敏感的指示器，近一个多世纪以来的升温, 已引起包括两极冰盖在内的全球范围陆地冰的强烈退缩。冰川规模变化伴随着冰内或冰下过程变化, 这一变化反过来又会对冰川波动幅度带来影响, 这其中包括消融机制及其与冰内冰下水文特征的关联，因而通过一定的技术和方法对冰内、冰下结构进行探测是十分必要的。

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室和祁连山冰川与生态环境综合观测研究站科研人员利用探地雷达( Ground Penetration Radar, GPR)调查冰川冰内结构和冰层厚度是一种监测冰川变化常用手段。应用麦克斯维(Maxwell)方程的二维时域有限差分( FDTD )方法, 通过将模拟图像与老虎沟12号冰川的实测图像的对比, 分析了雷达剖面中的几种反射特征, 如冰裂隙、融洞、暖冰等。

研究发现，GPR的反射图像会受到诸多因素的影响, 除了介电常数, 还包括介质的厚度、形态、粗糙度等因素的影响。探测结果表明, 具有极大陆型特征的老虎沟12号冰川的局部的冰内温度呈现出较高的态势。同时, FDTD模拟也为我们未来利用GPR来监测冰川随气候的变化提供了很好的分析手段。

本研究项目受到科技部基础性工作专项项目“中国冰川资源及其变化调查”(编号: 2006FY110200)、中国科学院知识创新工程重要方向项目“冰碛湖耦合关系及对冰碛湖溃决机理影响研究”(编号: KZCX2-YW-Q03-04)、中国科学院知识创新工程项目“中国冰川资源及其变化调查”(编号: KZCX2-YW-GJ04)共同资助；研究成果发表于《地球科学进展》。

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