题目：
Supraglacial lake evolution on Tracy and Heilprin Glaciers in n
orthwestern Greenland from 2014 to 2021
期刊：Remote Sensing of Environment
第一作者：Yefan Wang
发表单位：Hokkaido University
发表日期：2024年
格陵兰冰盖在
融化季节形成超冰川湖
，因融水在表面地形低洼处积聚而产生。它们有可能通过降低反照率增加消融，并在水流到底部时增强冰流。尽管近年来对格陵兰冰盖表面水文的理解有所进展，但超冰川湖的
季节性和年际变化
仍知之甚少。
拟解决的科学问题
研究旨在探索超冰川湖在格陵兰北部的海洋端冰川（
赫尔普林冰川
和
特雷西冰川
）上的
分布、季节性和年度间演变
，特别是从2014年到2021年的变化。研究者希望通过这项研究来理解超冰川湖的
形成、扩展和消失
的模式，以及它们如何影响冰川的动态。
创新点
本研究的创新点在于：1. 通过遥感技术监测和分析超冰川湖的演变情况，揭示特雷西冰川和赫尔普林冰川上冰上湖的
演变模式
。2. 探讨影响冰上湖演变的因素，为理解冰川融化和海平面上升提供重要参考。3. 对2014年至2021年期间冰上湖的
演变趋势进行分析
，为未来冰上湖变化的预测提供依据。
研究方法
在这项研究中，应用机器学习方法对卫星图像进行了超冰上湖泊的绘制。在
Google Earth Engine
中处理了两个中分辨率光学卫星数据集（
Sentinel-2和Landsat 8
），以在2014年至2021年期间对格陵兰西北部的
特雷西冰川和赫尔普林冰川
的
湖泊面积进行高时空分辨率记录
。使用来自Landsat 8和Sentinel-2图像的光谱波段和指数中选择的14个和16个预测变量，对RF分类器进行了训练。
这种方法应用于格陵兰北部的两个大型海洋端冰川，
特雷西冰川和赫尔普林冰川
，以研究超冰川湖的
分布、季节性和年度间演变
。研究者还观察到了亚冰面湖的最大累积面积在
赫尔普林冰川
上大约是
特雷西冰川
的三倍，尽管两个冰川的面积相似。
流程图说明了由随机森林方法进行湖泊面积划分的过程
研究结果
对于两个卫星数据集，冰川区域被分类为两类（水体和非水体），总体精度均>98%。
由于在两个数据集之间在湖泊面积方面取得了很好的一致性（
r^2 = 0.996，p = 0.000，RMSE = 0.010 km^2
），因此这些数据集被合并成了一个涵盖了两个冰川八个融化季节的系列数据。
赫尔普林冰川的湖泊最大范围为22.84 km^2，是特雷西冰川的三倍（7.60 km^2）。赫尔普林冰川的
较大湖泊面积
可以
归因于冰流速度较慢
，在相对平坦的表面上出现了
更频繁的表面凹陷
。在低于800米海拔的区域形成超冰上湖泊是
由径流的开始触发的
，而在较高海拔的地区，则由于存在被冰雪覆盖的湖泊而与表面融化的开始同时发生。在低海拔（0-400米海拔）处，相对较小的超冰上湖泊在随机位置形成，
几乎不受年度气候变化的影响
。这些湖泊通常在融化季节中期之前由冰裂开排水。在中等海拔（400-800米海拔）处，较大的超冰上湖泊每年都在相同位置的表面凹陷处形成。在该地区有时会发生级联湖泊排水事件。在高海拔（800-1200米海拔）处，平均单个湖泊面积最大。
湖泊的发展与夏季PDD相关，湖泊形成的上限大致与ELA相一致
。在这个地区的大多数湖泊都没有排水，融化季节结束时被雪覆盖。
研究表明，基于
RF的机器学习方法
对中分辨率光学卫星数据集进行超冰上湖泊的绘制是一种有效的方法。该方法有潜力在更大的空间尺度上监测地表水特征。研究结果表明，在格陵兰岛气候变暖的情况下，超冰上湖泊在内陆地区
有扩张的趋势
，并突出了湖泊排水与冰川动态之间可能的相互作用。
(a) 研究的冰川及周边地区概览。背景是2020年7月至8月期间获取的一幅拼接的Sentinel-2图像。红色方框对应于(b)中显示的区域。(b) 特雷西和
赫尔普林
冰川的细节。被红色和绿色边界所包围的区域是第3.1节中描述的冰川掩膜。背景是2020年6月27日获取的Sentinel-2图像
计算盆地内百分比和非云百分比参数的示意图
特雷西冰川和
赫尔普林
冰川上溶水湖的空间分布。蓝色到黄色的颜色刻度显示了2014年至2021年间水像素的重复频率。背景红色刻度显示了地表坡度。粗黑线显示了引入300米边缘缓冲区之前的冰川边界。来自ArcticDEM Mosaic的海拔等高线（细灰色线）
(a)
赫尔普林
冰川和特雷西冰川在每个200米高程带的湖泊面积，
(b) 冰川面积，
(c) 每个高程带的湖泊数量，
(d) 在2014年至2021年期间，
赫尔普林
和特雷西冰川每个200米高程带的个别湖泊面积。
图中的湖泊数据是累积的。
图中（b）中的冰川面积是基于图4中的冰川边界和海拔等高线计算得出的。
在（d）中，黑色圆圈表示每个高程带的平均个别湖泊面积
赫尔普林
冰川和特雷西冰川在研究的八年（2014年至2021年）中，每200米高程带的水出现频率分布
2014年至2021年融化季节期间
赫尔普林
冰川和特雷西冰川的总湖泊面积（黑线）和Qaanaaq站每日平均气温（红线）的时间序列
2016年至2021年期间，特雷西和
赫尔普林
冰川低（0-400米海拔高度）、中（400-800米海拔高度）和高（800-1200米海拔高度）海拔区域的总湖泊面积（×）和3天移动平均RACMO融化和径流率（条形图）的时间序列
在个别200米海拔高度带内每年观察到的最大湖泊面积，分别针对（a）
赫尔普林
和（b）特雷西冰川
（a）
赫尔普林
冰川和（b）特雷西冰川800 m海拔高度以上（×）和以下（○）的湖泊范围异常。柱状图表示每年6月至8月在Qaanaaq站的正积温日总和（PDD）
（a）
赫尔普林
冰川和特雷西冰川2014年至2021年观测到的最大湖泊范围（蓝色斑块）和地表凹陷（> 0.05 km2）（红色虚线多边形）。颜色刻度显示了ITS_LIVE时均（1985–2018年）速度镶嵌数据集中的冰速分布。两条品红色曲线是（b）中使用的流线。
（b）
赫尔普林
（实线）和特雷西冰川（虚线）流线上的冰速度和海拔高度。
（c）
赫尔普林
（蓝色）和特雷西冰川（红色）每个200 m海拔带的平均地表坡度
湖泊形成的初始日期（IDL）与径流（IDR）和地表融化（IDM）的初始日期之间的相关性，分别在（a）和（b）中进行了分析。每个标记显示了2016年至2021年期间的观测。标记颜色表示海拔带。由于2018年的径流观测未满足定义起始日期的条件，因此排除了2018年的数据
夏季积温日度与海拔高度在800米海拔线以上（蓝色）和以下（红色）的湖泊范围之间的相关性，在（a）赫尔普林冰川和（b）特雷西冰川中进行了分析
该研究区域的年度表面质量平衡是由RACMO（No¨el等，2019年）计算的，分别涵盖了以下时段：(a)从2017年9月至2018年8月，和(b)从2018年9月至2019年8月。蓝色区域代表每年的最大湖泊范围。黑色线条表示冰川边界，灰色线条是海拔等高线，每200米标注一次，其中800米海拔以上的地区用洋红色突出显示
讨论
结果显示，特雷西冰川和海尔普林冰川上的冰上湖在2014年至2021年期间发生了演变，受到气候变化和地形等因素的影响。冰上湖的形成和消融对冰川稳定性和海平面上升具有重要影响。
Wang Y ,Sugiyama S .Supraglacial lake evolution on Tracy and Heilprin Glaciers in northwestern Greenland from 2014 to 2021[J].Remote Sensing of Environment,2024,303114006-.
