來自瑞典，芬蘭和德國的河流科學家報告說，他們使用一種新穎的技術(shù)-地震信號，詳細測量了冰雪覆蓋的河流中的泥沙運動和水位。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：“我們還可以通過檢測冰裂的地震信號并確定何時發(fā)生冰破裂來確定冰破裂是由緩慢融化還是由冰塊移動引起的。”于默奧大學副教授Sjöberg。

河流中的泥沙運移影響生境的水生生物和生物地球化學循環(huán)。到現(xiàn)在為止，由于我們無法在冰下看到，所以用普通技術(shù)幾乎不可能測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測量水的速度和沉積物的運輸，但是在冰雪覆蓋的河流上進行這些至關重要的測量在邏輯上具有挑戰(zhàn)性，如果冰太薄而無法行走或行走，則將非常危險。當冰塊破裂時，” Lina PolviSjöberg說。

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

據(jù)東芬蘭大學高級講師埃利薩·洛薩里(Eliisa Lotsari)以及其中一位合著者所說，這種地震學的新應用打開了大門，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題。

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

為了更好地驗證北部河流未來變化的預測，需要在整個冰雪覆蓋的水流，破裂和無冰期間進行連續(xù)的泥沙輸送觀測。由于碎冰可能是北部河流最活躍的時間段，從而導致快速的河道侵蝕和洪水災害，因此，確定冰塊破裂是通過更平穩(wěn)的融化還是動態(tài)冰裂發(fā)生的，這也很重要。

研究團隊于2018年冬季在瑞典北部Umeå西北約60公里的Sävar河上進行了研究。三臺地震儀(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。通過分析信號的頻率，強度和模式，研究人員可以解釋造成信號的原因，包括水的湍流，河床上的沙礫運動和冰裂。

碎冰的時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械性的。冰裂發(fā)生在整個冰雪覆蓋的冬天，但是如果冰裂的數(shù)量在冰消失之前突然增加，則破裂是機械性的，如果破裂之前的速率保持不變，則破裂是機械的是熱的。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^程進行第二秒的覆蓋，因此，一旦您學會了解釋不同的信號，就好像有人坐在現(xiàn)場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。