科学家们已经开发出人工智能来跟踪南极洲西部思韦茨冰川冰舌上裂缝的发展。

裂缝是冰川中压力积累的标志。

来自利兹大学和布里斯托尔大学的一组研究人员采用了一种最初用于识别显微镜图像中的细胞的人工智能算法，以从卫星图像中发现冰中形成的裂缝。

斯韦茨是南极冰盖特别重要的一部分，因为它拥有足够的冰，可以使全球海平面上升约60厘米，许多人认为它有快速退缩的风险，威胁着世界各地的沿海社区。

人工智能的使用将使科学家能够更准确地监测和模拟这一重要冰川的变化。

这项研究发表在《自然地球科学》杂志上，重点研究了冰川系统的一部分，那里的冰流入大海并开始漂浮。发生这种情况的地方被称为接地线，它形成了思韦茨东部冰架和思韦茨冰川冰舌的起点，思韦茨冰川冰舌也是一个冰架。

尽管与整个冰川的规模相比，这些冰架的变化可能对整个冰川系统和未来海平面上升产生广泛的影响。

科学家们想知道，随着冰流速度的变化，裂缝或破裂的形成是否更有可能发生。

科学家们利用深度学习技术绘制了思韦茨冰川冰舌上的裂缝。资料来源:Trystan Surawy-Stepney

算法开发

通过机器学习，研究人员教会计算机观察雷达卫星图像，并识别过去十年的变化。这些图像是由欧洲航天局的哨兵1号卫星拍摄的，该卫星可以“看到”冰川顶部的积雪，显示出通常看不见的冰的断裂表面。

分析显示，在过去的六年里，思韦茨冰川的冰舌加速和减速了两次，每次大约40%——从每年4公里到每年6公里，然后开始减速。与过去的记录相比，这在速度变化的幅度和频率上都有了大幅增加。

研究发现，裂缝的形成与冰流速度之间存在复杂的相互作用。当冰流加快或减慢时，可能会形成更多的裂缝。反过来，裂缝的增加导致冰的速度随着冰和下面岩石之间的摩擦水平的改变而改变。

利兹大学卫星冰动力学小组的冰川学家、该研究的作者之一安娜·霍格博士说:“传统上，人们认为冰架的动态变化发生在几十年到几百年的时间尺度上，所以看到这座巨大的冰川如此迅速地加速和减速，令人惊讶。”

“这项研究还证明了裂缝在疏通冰流中发挥的关键作用，这一过程被称为解支。”

“冰盖模型必须不断发展，以考虑冰可能破裂的事实，这将使我们能够更准确地测量未来海平面的贡献。”

该论文的第一作者、利兹大学的博士研究员Trystan Surawy-Stepney补充说:“这项研究的好处是，裂缝被精确地绘制出来。

“一段时间以来，人们都知道冰裂是冰架动力学的一个重要组成部分，这项研究表明，这一联系可以用漂亮的分辨率进行大规模研究，使用计算机视觉技术，应用于每周获得的大量卫星图像。”

环绕地球的卫星为科学家提供了南极洲最偏远和最难以到达地区的新数据。搭载在Sentinel-1上的雷达可以让斯韦茨冰川这样的地方一年四季、每周、昼夜都能被成像。

欧洲航天局的马克·德林克沃特博士评论说:“如果没有哨兵1号提供的大量高分辨率数据，这样的研究是不可能的。通过继续规划未来的任务，我们可以继续这样的支持工作，并扩大对地球气候系统重要领域的科学研究范围。”

至于思韦茨冰川冰舌，这种短期变化是否会对冰川的长期动态产生影响，还是仅仅是冰架接近尽头的孤立症状，还有待观察。

这篇论文——“与斯韦茨冰川冰舌损伤有关的情景动态变化”——由来自利兹大学的Trystan Surawy-Stepney、Anna E. Hogg和Benjamin J. Davison撰写;以及布里斯托尔大学的斯蒂芬·l·康福德。

进一步的信息

更多详情，请联系利兹大学新闻处的大卫·刘易斯:d.lewis@leeds.ac.uk或pressoffice@leeds.ac.uk

上图:利兹大学Anna Hogg博士提供

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。