1　引言

介绍了格陵兰冰盖北部地区冰面消融速度的加快及其对全球海平面上升的影响。自1990年以来，该地区物质损失的增长速率显著高于其他地区，消融区面积扩大了46%，冰面融水径流量增加了约70%。2022年7月的异常高温导致大量冰面融水直接输送至海洋，加剧了物质损失。冰面融水径流是该地区物质损失的主要原因，也是衡量冰面消融强度的重要指标。

目前，格陵兰冰盖的冰面融水径流量主要通过区域气候模型模拟，但这些模型在模拟冰盖内部的融水保持量方面存在较大误差，且忽略了融水从产生到离开冰盖的滞时。卫星遥感为直接观测冰面融水径流提供了新方法，但现有研究主要聚焦于格陵兰冰盖西南部地区，难以全面理解融水汇流过程。

本研究选择Denmark冰面—冰前流域作为研究区，分析格陵兰冰盖北部地区连续的冰面—冰前水文系统。该区域具有独特优势，能够对融水汇流过程进行全面研究分析。研究首先提取研究区内冰面融水与流域出口冰前河的水体遥感信息，分析融水的空间分布和动态变化特征。进一步，对比遥感观测与区域气候模型模拟的冰面融水径流量，估算融水汇流过程的滞时，揭示其对冰面消融强度的响应。

2　研究区概况与数据来源

介绍了格陵兰冰盖北部Denmark流域的地理特征和研究所需的数据来源。Denmark流域覆盖3240平方公里，包括冰面和冰前区域，冰面区域占2760平方公里，高程在300至1400米之间，冰前区域占480平方公里，高程在70至300米之间。冰面融水在消融期（6至8月）形成径流，最终汇入Denmark峡湾。研究使用了Sentinel-2和Landsat 8的光学遥感影像，这些影像在GEE平台上获取，具有高空间分辨率和高可用性。此外，还利用了MAR和RACMO区域气候模型来模拟冰面融水径流量，这些模型提供了冰面消融量、降雨量和融水保持量等数据。ArcticDEM数字地形数据也被用于提取流域边界和划分冰面区域。这些数据为研究冰盖融水汇流过程提供了重要的基础信息。

3　融水信息遥感提取方法

介绍了格陵兰冰盖北部地区Denmark流域融水汇流过程的遥感观测方法。首先，利用归一化水体指数NDWI来表示冰面融水的时空动态变化，通过计算NDWI值来指示冰面融水径流量。其次，针对冰前水系的遥感信息提取，采用改进归一化水体指数MNDWI来准确提取水位较低的河流。接着，通过融合Sentinel-2和Landsat 8影像，实现长时间、高频次的河流监测。此外，基于ArcticDEM数字地形数据，使用ArcGIS软件提取Denmark流域边界。最后，利用遥感观测数据和区域气候模型模拟数据，估算融水汇流滞时，通过滞时函数和相关系数分析确定最佳滞时。这些方法为研究冰盖融水汇流过程提供了有效的遥感技术手段。

4　结果与分析

通过使用Sentinel-2和Landsat 8卫星影像，对2014年至2021年格陵兰冰盖北部Denmark流域消融期的冰面融水进行了高频次的遥感观测。研究发现，不同海拔区域的冰面融水形态和分布特征因地形因素而有显著差异。2021年消融旺盛期间，冰面融水范围可扩展至1400米海拔，高海拔地区融水较少，低海拔地区融水广泛分布，形成近乎平行的冰面河。冰面融水径流量与区域气候模型模拟的冰面NDWI均值变化趋势一致，消融初期低海拔地区开始形成融水径流，随着时间推移，融水范围扩大，消融强度增加，NDWI均值增大，峰值时径流量可达53.3 mm/d，消融后期融水范围和径流量减少。

消融旺盛年份（如2016年和2019年）的冰面融水径流量是消融弱年份（如2014年和2018年）的1.6倍，且消融旺盛年的平均温度和NDWI均值显著高于消融弱年。此外，研究还利用卫星影像对Denmark流域出口冰前河段的水体信息进行了高频次观测，发现冰前河宽与冰面融水径流量具有相同的变化趋势，呈现季节性先变宽后变窄的变化。

遥感观测显示，Denmark流域出口冰前河宽与冰面NDWI均值存在显著的线性正相关关系，表明冰前河能快速响应冰面融水的变化，形成了连续的冰面—冰前融水汇流过程。区域气候模型模拟的冰面融水径流量与遥感观测的冰面NDWI均值也呈现显著线性正相关关系，表明模型能够较为准确地模拟冰面融水径流量。然而，在消融后期，冰面NDWI均值与模型模拟的冰面融水径流量不存在线性关系，这可能是由于高海拔地区的大型冰面河与冰面湖未能快速排干融水。

研究还估算了冰面融水从产生到汇集至流域出口冰前河的输送时间，发现当融水汇流滞时为2天时，模型模拟的滞时冰面径流量与遥感观测的流域出口冰前河宽的相关系数最高。这表明整合了滞时函数的冰面融水径流量能更真实地模拟Denmark流域的冰面—冰前融水汇流过程。

5　结论

1. 利用多时相卫星影像实现高频次观测Denmark流域冰前河。

2. Denmark流域形成连续冰面—冰前水系，有效汇流融水。

3. 遥感观测与区域气候模型模拟的冰面融水径流量正相关。

4. 融水从冰面汇流至冰前的最优滞时约为2天。