研究人员利用卫星数据“在黑暗中看到”，首次证明格陵兰冰盖上的湖泊在冬季会流失，这一发现对世界第二大冰盖流入海洋的速度具有影响。
剑桥大学的研究人员使用欧洲航天局卫星的雷达数据表明，即使没有来自太阳的热量，这些湖泊也会向冰盖底部排放大量水。这些“排水事件”被认为在通过从下方润滑冰层来加速冰层运动方面发挥着重要作用。
以前对湖泊排水的研究都是在夏季进行的，通过直接实地观察和需要日光的光学卫星数据相结合。
剑桥研究人员开发的方法使用雷达“反向散射”——波从它们发射的地方反射回卫星——来检测冬季月份格陵兰几乎完全黑暗时湖泊的变化。
发表在《冰冻圈》杂志上的结果表明，格陵兰冰盖下方的“管道”系统不仅会缓慢地从前一个夏天漏水，而且即使在北极冬季的深处，它也可以“重新充电” ，因为大量的地表湖水会流到冰盖的底部。
许多先前的研究表明，由于融化和径流，格陵兰冰盖正在失去质量，并且损失速度正在加快。
来自剑桥斯科特极地研究所的合著者伊恩威利斯博士说：“在预测冰盖的未来方面，一个未知数是冰川移动的速度——它们是否会加速，如果会，移动速度有多快。” SPRI)。“控制冰川移动速度的关键是到达冰盖底部的融水量，这就是我们工作的地方。”
每年夏天，随着天气变暖，格陵兰冰盖表面都会形成湖泊。它们存在数周或数月，但由于水力压裂，可在数小时内排出，将数百万立方米的水和热量转移到冰盖底部。受影响的区域包括冰盖内部的敏感区域，这些区域对冰流的影响可能很大。
“人们一直认为，这些湖泊只在夏季才干涸，仅仅是因为天气变暖，太阳会导致冰层融化，”共同作者、同样来自 SPRI 的 Corinne Benedek 说。“在冬天，天很黑，表面会结冰。我们认为湖泊的填充是导致最终排水的原因，但事实并非总是如此。”
Benedek 目前是 SPRI 的博士生，她在攻读卫星热数据的硕士生期间首先对冬季地表湖泊发生的情况产生了兴趣。
“热数据显示，液态水可以在整个冬天在湖泊中存活，”她说。“之前使用机载雷达的研究也发现了夏季埋藏在冰盖表面几米以下的湖泊。这两件事让我开始思考全年观察湖泊的方法。我们通常用来观察湖泊的光学卫星图像在冬天甚至多云时都无法使用。”
Benedek 和 Willis 开发了一种使用 Sentinel-1 卫星数据的方法，该方法使用一种称为合成孔径雷达 (SAR) 的雷达。SAR 的工作波长使其可以透过云层和黑暗进行观察。使用 SAR 时冰和水的读数不同，因此他们开发了一种算法来跟踪 SAR 反向散射何时发生突然变化。
在三个冬天里，他们确定了 6 个似乎在冬季几个月内排水的湖泊。这些湖泊是被冰封的埋藏湖泊或地表湖泊。该算法能够确定湖泊的反向散射特征在一张图像和 12 天后记录的下一张图像之间发生显着变化的位置。
SAR 数据得到了去年秋季和随后春季的额外光学数据的支持，这证实了六个排水湖泊的湖泊面积大幅缩小。对于其中三个湖泊，光学数据以及来自其他卫星的数据被用来显示被冰雪覆盖的湖泊坍塌，下降了几米，再次确认水已经排干。
“我发现的第一个湖泊令人惊讶，”贝内德克说。“我花了一段时间来确定我认为我看到的真的是我看到的。我们使用事件前后的地表高程数据来确认我们的想法。我们现在知道冬季湖泊排水是可能发生的事情，但我们还不知道这种情况发生的频率。”
“冰川在冬天变慢了，但它们仍在移动，”威利斯说。“一定是这种运动导致某些地方出现裂缝，从而导致一些湖泊流失。我们还不知道这种冬季湖泊排水现象有多普遍，但它可能对格陵兰冰盖以及北极和南极的其他地方产生重要影响。”
