基于多时相多几何InSAR的西藏-帕米尔-喀喇昆仑地区石冰川运动特征及其气候响应研究

推荐：本研究针对全球石冰川(Rock Glacier)运动大尺度监测的技术瓶颈，创新性开发了多时相多几何InSAR框架，系统评估了青藏高原及周边19,727处石冰川的下坡向运动速率(VRoG)。研究发现季风区(中值13 cm/yr)与西风带(中值30 cm/yr)存在显著运动差异，揭示了气候域对冰冻圈动力学的影响，为全球气候变化下的山地水文与灾害评估提供了重要数据支撑。

　　

在全球变暖背景下，冰冻圈变化对高山生态系统产生深远影响。石冰川(Rock Glacier)作为富含冰屑混合体的特殊冻土地貌，其运动动力学不仅反映地下冰储量变化，更与山地水文循环和地质灾害风险密切相关。然而传统测量方法如地面大地测量(TGS)和重复摄影测量仅适用于局部区域，大尺度运动特征长期缺乏系统研究。尤其在地形复杂的西藏-帕米尔-喀喇昆仑地区——这片面积超10⁶ km²、涵盖44,273处石冰川的广袤区域，不同气候域（西风带与季风区）对石冰川运动的影响机制仍属未知。

针对这一科学难题，香港中文大学的研究团队在《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》发表创新成果。研究团队开发了多时相多几何InSAR技术框架，通过整合153景Sentinel-1卫星数据（77升轨+76降轨），结合自动大气校正算法与几何转换因子β计算模型，实现了大范围石冰川运动场的系统重建。关键技术包括：基于相干性阈值（>0.3）的自动参考点选择、多视角LOS（视线向）速度向表面平行方向的投影转换，以及通过聚合6-12天短基线干涉图克服相位解缠误差。

研究结果揭示：

1. 方法验证：与Pléiades影像特征追踪结果相比，InSAR速度低估约21%（R²=0.88），而与美国航测数据差异为23%，证实方法在10-100 cm/yr速度区间的可靠性。

2. 区域对比：西风带石冰川运动显著更快（中值30 cm/yr），较季风区（13 cm/yr）高130%，反映气候域对动力学的控制作用。

3. 环境关联：面积>0.1 km²的石冰川呈现显著正速度-面积关系（R²=0.89），而最低海拔与速度呈负相关（R²=0.99），暗示重力驱动机制的主导地位。

讨论部分指出，该研究首次建立了跨气候域的石冰川运动数据库，对理解冰冻圈水文功能具有双重意义：一方面，快速运动的西风带石冰川可能储存更丰富的地下冰（尽管降水较少）；另一方面，约15%的活跃石冰川（V_RoG>50 cm/yr）可能威胁下游基础设施，如喀喇昆仑地区已发现35处潜在堰塞体。研究提出的自动化InSAR流程可推广至全球石冰川监测网络，为GCOS（全球气候观测系统）的ECV（基本气候变量）Permafrost产品提供关键技术支撑。

该成果不仅填补了高亚洲地区石冰川运动数据的空白，更创新性地揭示了气候-冰冻圈耦合机制，为应对气候变化下的山地灾害风险提供了科学依据。未来通过融合X/L波段多源雷达数据，有望进一步提升对快速运动石冰川（>100 cm/yr）的监测精度。