來(lái)自瑞典，芬蘭和德國(guó)的河流科學(xué)家報(bào)告說(shuō)，他們使用一種新穎的技術(shù)-地震信號(hào)，詳細(xì)測(cè)量了冰雪覆蓋的河流中的泥沙運(yùn)動(dòng)和水位。結(jié)果發(fā)表在《地球物理研究雜志：地球表面》上。

莉娜·波爾維(Lina Polvi)表示：“我們還可以通過(guò)檢測(cè)冰裂的地震信號(hào)并確定何時(shí)發(fā)生冰破裂來(lái)確定冰破裂是由緩慢融化還是由冰塊移動(dòng)引起的。”于默奧大學(xué)副教授Sjöberg。

河流中的泥沙運(yùn)移影響生境的水生生物和生物地球化學(xué)循環(huán)。到現(xiàn)在為止，由于我們無(wú)法在冰下看到，所以用普通技術(shù)幾乎不可能測(cè)量冰河中的沉積物遷移。

“通常，我們可以在河中涉水或乘船來(lái)測(cè)量水的速度和沉積物的運(yùn)輸，但是在冰雪覆蓋的河流上進(jìn)行這些至關(guān)重要的測(cè)量在邏輯上具有挑戰(zhàn)性，如果冰太薄而無(wú)法行走或行走，則將非常危險(xiǎn)。當(dāng)冰塊破裂時(shí)，” Lina PolviSjöberg說(shuō)。

面對(duì)這些后勤方面的挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)使用了一種最常用于研究地震的方法：地震信號(hào)。在過(guò)去的五年中，這項(xiàng)技術(shù)已在少數(shù)研究中用于研究河道過(guò)程，但這是它首次用于研究冰雪覆蓋的河流。

據(jù)東芬蘭大學(xué)高級(jí)講師埃利薩·洛薩里(Eliisa Lotsari)以及其中一位合著者所說(shuō)，這種地震學(xué)的新應(yīng)用打開(kāi)了大門，回答了以前是黑盒子的冰雪覆蓋的河流如何形成和變化的問(wèn)題。

“由于北部河流冰蓋的時(shí)間和長(zhǎng)度會(huì)隨著氣候變暖而改變，因此測(cè)量和了解在冰覆蓋和無(wú)冰條件下以及不同類型的冰破裂期間河流動(dòng)力如何變化尤為重要， “ 她說(shuō)。

為了更好地驗(yàn)證北部河流未來(lái)變化的預(yù)測(cè)，需要在整個(gè)冰雪覆蓋的水流，破裂和無(wú)冰期間進(jìn)行連續(xù)的泥沙輸送觀測(cè)。由于碎冰可能是北部河流最活躍的時(shí)間段，從而導(dǎo)致快速的河道侵蝕和洪水災(zāi)害，因此，確定冰塊破裂是通過(guò)更平穩(wěn)的融化還是動(dòng)態(tài)冰裂發(fā)生的，這也很重要。

研究團(tuán)隊(duì)于2018年冬季在瑞典北部Umeå西北約60公里的Sävar河上進(jìn)行了研究。三臺(tái)地震儀(拳頭大小的地震儀)被埋在距離河道10至40米的地下。記錄任何小的地面振動(dòng)。通過(guò)分析信號(hào)的頻率，強(qiáng)度和模式，研究人員可以解釋造成信號(hào)的原因，包括水的湍流，河床上的沙礫運(yùn)動(dòng)和冰裂。

碎冰的時(shí)間使他們能夠解釋碎冰是熱的，是緩慢融化引起的，還是碎冰塊引起的機(jī)械性的。冰裂發(fā)生在整個(gè)冰雪覆蓋的冬天，但是如果冰裂的數(shù)量在冰消失之前突然增加，則破裂是機(jī)械性的，如果破裂之前的速率保持不變，則破裂是機(jī)械的是熱的。在2018年的薩瓦爾河(SävarRiver)研究期間，冰塊破裂是熱的，直到破裂的最后一天，冰裂的數(shù)量激增，研究人員觀察到破裂的冰塊。

“這種微創(chuàng)技術(shù)使我們能夠?qū)恿骷捌渲車乃羞^(guò)程進(jìn)行第二秒的覆蓋，因此，一旦您學(xué)會(huì)了解釋不同的信號(hào)，就好像有人坐在現(xiàn)場(chǎng)記錄的東西甚至比我們看到的還要多。眼睛。”莉娜·波爾維·舍伯格(Lina PolviSjöberg)說(shuō)。