聆聽冰川,預測洪水

水流過冰川產生的聲音可以透過預測自然災害來拯救生命

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它們不像香草冰的自吹自擂的單曲那樣朗朗上口,也不像濁水之父的開創性布魯斯那樣時髦。但是,聆聽水流過冰川冰縫時產生的和諧聲音,最終可能會成為其鄰居耳中救命的音樂。

科學家最近分析了2007年夏季兩個月在瑞士阿爾卑斯山冰川上使用地震儀收集的資料。他們發現了冰震潛在的啟示性諧波特性,冰震是當冰縫被水流重新塑形時產生的輕微隆隆聲。冰震導致冰川發出通常人類無法察覺的嗡嗡聲。但是您可以在這裡收聽冰川放大的無調詠歎調的加速版本


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戈爾內冰川是瑞士最大的冰川之一,產生了這種冰凍圈的刺耳聲音。它注入戈爾內湖,這是一個巨大的湖泊,每年春天開始充滿融水。

像其他冰川湖一樣,在全球變暖的地球周圍,其數量和規模都在增長隨著冰川退縮,容納戈爾內湖的土牆有破裂和引發下游洪水的風險。戈爾內湖幾乎每年都會排水,有時只需幾天時間。相比之下,去年季風雨季初期,印度北部山區 Chorabari 湖突然排水,釋放了數十年的融水,造成了一場災難。

分析並重新混合戈爾內冰川振動訊號的研究人員表示,他們的發現可能有助於預測此類冰川湖潰決洪水。

“當流體流過裂縫時,它會使裂縫振動,當裂縫內部的壓力發生變化時,震顫的頻率也會發生變化,” 大衛·希塞爾說,他在領導最近的研究時是斯克裡普斯海洋研究所的研究員(他現在在美國核管理委員會工作),該研究於上個月線上發表在《地質學》雜誌上。“我們發現,單個冰震具有光譜峰值。”

研究人員發現,在一天之內,隨著冰川裂縫的縮短,水流過該裂縫產生的光譜峰值從 120 赫茲上升到大約 180 赫茲的頻率。

希塞爾說,透過分析諸如此類的變化,使用山地冰川表面的地震儀檢測到,專家可以追蹤深處正在發生的轉變。這可以讓他們追蹤水從冰川頂部向下流到底部並流入冰川湖泊的移動通道。“我們能夠模擬這些變化,”他說。

這可能為冰川下方的湖泊何時注滿並衝破或溢位湖壁提供有價值的線索,從而可能讓下游社群有時間在即將到來的洪水之前疏散或採取保護措施。

在嗡嗡作響的冰川不斷變化的曲調能夠體現在洪水警報的哀號聲中之前,還需要做更多的工作。希塞爾說,要建立裝置和科學來做出這樣的預測“並非易事”。

毛羅·韋德是一位西蒙弗雷澤大學的研究員,他調查了瑞士的冰川湖潰決洪水 (GLOF),但未直接參與這項研究,他稱讚這項研究是向前邁出的“重要一步”。

“對冰下排水系統的測量非常難以執行,” 韋德說。“預測 GLOF,特別是排水的時間,仍然有相當長的路要走。我懷疑,創新的地震方法,如論文中描述的方法,將是此類預測不可或缺的一部分。”

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本文經氣候中心許可轉載。這篇文章於 2014 年 11 月 12 日首次發表

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