DOI: https://doi.org/10.5194/tc-20-1559-2026
تاريخ النشر: 2026-03-16
المؤلف: Connor Wolfgang Dean وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات وملاحظات الكريوسفير
نظرة عامة
تجري هذه الدراسة تحليلًا مفصلًا على مدى عدة سنوات لتصريف البحيرات السطحية الجليدية في شتاء غرينلاند الشمالي الشرقي، باستخدام بيانات رادار الفتحة الاصطناعية (SAR) من Sentinel-1 ومهمة RADARSAT Constellation على مدى عشرة شتاءات (2014/2015-2023/2024). تحدد الأبحاث 90 حدث تصريف عبر 55 بحيرة فريدة، كاشفة عن تباين كبير بين السنوات وميول لحدوث التصريفات بشكل أكثر تكرارًا في أوائل الشتاء. كان حوالي نصف هذه الأحداث جزءًا من أحداث تصريف متسلسلة، والتي شملت عدة بحيرات وأظهرت خصائص مكانية وزمانية متغيرة. كما تجد الدراسة أن تكرار تصريف الشتاء مرتبط سلبًا بشدة موسم الذوبان السابق وتكرار التصريف، مما يشير إلى أن الصيف الأكثر برودة مع أحداث ذوبان أقل يؤدي إلى زيادة نشاط تصريف الشتاء.
على الرغم من الأحداث الملحوظة لتصريف الشتاء، تشير التحليلات إلى وجود أدلة محدودة على تغييرات مستدامة في سرعة الجليد مرتبطة مباشرة بهذه الأحداث، حيث أن معظم التسلسلات أدت إلى استجابات سرعة محلية أو قصيرة الأجل فقط. من الجدير بالذكر أن الأبحاث تبرز أن أحداث تصريف الشتاء والصيف غالبًا ما تكون متميزة، حيث أن البحيرات التي تصرف في موسم واحد نادرًا ما تفعل ذلك في الموسم الآخر. تؤكد هذه التقييم الشامل على أهمية ديناميات البحيرات السطحية الجليدية في تنظيم الأنظمة الهيدرولوجية وتأثيراتها على سلوك صفائح الجليد، خاصة في سياق المناخ المتغير. تستخدم الدراسة تقنيات SAR مبتكرة لتعزيز فهم هذه العمليات، مما يملأ فجوة حاسمة في التحليل الموسمي للبحيرات السطحية الجليدية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على المساهمات المتزايدة لصفائح الجليد في غرينلاند (GrIS) في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي، المدفوعة بفقدان توازن الكتلة السطحية (SMB) وديناميات الأنهار الجليدية. من المتوقع أن تتوسع البحيرات السطحية الجليدية نحو الداخل بسبب ارتفاع درجة حرارة المناخ، مما يؤثر بشكل أكبر على SMB من خلال تقليل البياض السطحي لصفائح الجليد. عادةً ما تصرف هذه البحيرات خلال موسم الذوبان إما ببطء أو بسرعة عبر الهيدرولوجيا، مما يمكن أن يعزز التشحيم القاعدي ويؤثر على سرعة الجليد. تشير الدراسات الحديثة إلى أن أحداث تصريف الشتاء يمكن أن تحدث أيضًا، مما يؤدي إلى استجابات ديناميكية جليدية مشابهة لتلك التي تحدث في الصيف.
تهدف الدراسة إلى التحقيق في أحداث تصريف الشتاء في شمال شرق غرينلاند بدقة زمنية دون اليومية من خلال استخدام صور Sentinel-1 وبيانات من مهمة RADARSAT Constellation (RCM). يتم استخدام تقنية جديدة لتطبيع زاوية الحادثة لدمج صور SAR من مدارات متعددة، مما يسمح بتحليل متسق عبر مختلف عمليات الاستحواذ. تحدد الأبحاث أحداث تصريف الشتاء من مواسم الشتاء 2014/2015 إلى 2023/2024، بما في ذلك تسلسلات تصريف متسلسلة تشمل بحيرات مترابطة. كما تفحص التباين بين السنوات لهذه الأحداث، وعلاقتها بشروط ذوبان الصيف السابقة، وتأثيرها المحتمل على ديناميات تدفق الجليد، مع تقييم التأثيرات قصيرة وطويلة الأجل على حركة الجليد.
مناقشة
في هذه الدراسة، بحث الباحثون في أحداث تصريف البحيرات الشتوية في أحواض Nioghalvfjerdsbræ (79NG) و Zachariæ Isstrøm (ZI) في شمال شرق غرينلاند، مع التركيز على المناطق التي تقل عن 1500 متر ارتفاع. حددت الدراسة ما مجموعه 90 حدث تصريف عبر 55 بحيرة من مواسم الشتاء 2014/2015 إلى 2023/2024، مع تباينات ملحوظة في تكرار التصريف وتوقيته. حدثت الغالبية العظمى من هذه الأحداث في سبتمبر، مع انتعاش في أواخر الشتاء، خاصة في مارس وأبريل. تشير النتائج إلى وجود اتجاه لزيادة تكرار التصريف قبل موسم 2018/2019، تلاه انخفاض ملحوظ في السنوات اللاحقة، مما يشير إلى تحولات محتملة في الديناميات الهيدرولوجية.
استخدم الباحثون مجموعة من الصور البصرية وصور رادار الفتحة الاصطناعية (SAR) لاكتشاف وتحليل هذه الأحداث التصريف. باستخدام مؤشر الفرق المائي الطبيعي المعدل (NDWIice) وبيانات SAR من النطاق C، تمكنوا من تحديد امتدادات البحيرات وأحداث التصريف بشكل فعال. كما قدرت الدراسة أعماق البحيرات وأحجامها، كاشفة أن معظم البحيرات التي تصرفت كانت بمتوسط عمق 4.10 متر وأحجامها غالبًا أقل من 0.02 كم³. تسهم هذه النتائج في فهم العمليات الهيدرولوجية في صفائح الجليد في غرينلاند وتأثيراتها على ديناميات الجليد وتوجيه مياه الذوبان، خاصة في سياق تغير المناخ.
DOI: https://doi.org/10.5194/tc-20-1559-2026
Publication Date: 2026-03-16
Author(s): Connor Wolfgang Dean et al.
Primary Topic: Cryospheric studies and observations
Overview
This study conducts a detailed, multi-year analysis of winter supraglacial lake drainages on the Northeast Greenland Ice Sheet, utilizing C-band synthetic aperture radar (SAR) data from Sentinel-1 and the RADARSAT Constellation Mission over ten winters (2014/2015-2023/2024). The research identifies 90 drainage events across 55 unique lakes, revealing significant interannual variability and a tendency for drainages to occur more frequently in early winter. Approximately half of these events were part of cascading drainage occurrences, which involved multiple lakes and exhibited varying spatial and temporal characteristics. The study also finds that winter drainage frequency is negatively correlated with preceding melt-season intensity and drainage frequency, suggesting that cooler summers with fewer melt events lead to increased winter drainage activity.
Despite the observed winter drainage events, the analysis indicates limited evidence of sustained changes in ice velocity directly linked to these events, with most cascades resulting in only localized or short-term velocity responses. Notably, the research highlights that winter and summer drainage events are often distinct, with lakes that drain in one season rarely doing so in the other. This comprehensive assessment underscores the importance of winter supraglacial lake dynamics in regulating hydrological systems and their implications for ice sheet behavior, particularly in the context of a warming climate. The study employs innovative SAR techniques to enhance understanding of these processes, filling a critical gap in the seasonal analysis of supraglacial lakes.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the accelerating contributions of the Greenland Ice Sheet (GrIS) to global sea level rise, driven by both surface mass balance (SMB) losses and glacier dynamics. Supraglacial lakes are expected to expand inland due to climate warming, further impacting SMB by reducing ice sheet surface albedo. These lakes typically drain during the melt season either slowly or rapidly via hydrofracture, which can enhance basal lubrication and influence ice velocity. Recent studies indicate that winter drainage events can also occur, triggering ice dynamical responses similar to those in summer.
The study aims to investigate winter drainage events in Northeast Greenland with a sub-daily temporal resolution by utilizing Sentinel-1 images and data from the RADARSAT Constellation Mission (RCM). A novel incidence angle normalization technique is employed to integrate SAR images from multiple orbits, allowing for consistent analysis across various acquisitions. The research identifies winter drainage events from the 2014/2015 to 2023/2024 winter seasons, including cascading drainage sequences involving interconnected lakes. It also examines the interannual variability of these events, their relationship with preceding summer melt conditions, and their potential influence on ice flow dynamics, assessing both short-term and long-term effects on ice motion.
Discussion
In this study, the researchers investigated winter lake drainage events in the Nioghalvfjerdsbræ (79NG) and Zachariæ Isstrøm (ZI) basins of Northeast Greenland, focusing on areas below 1500 m elevation. The study identified a total of 90 drainage events across 55 lakes from the 2014/2015 to 2023/2024 winter seasons, with notable variations in drainage frequency and timing. The majority of these events occurred in September, with a resurgence in late winter, particularly in March and April. The findings suggest a trend of increasing drainage frequency leading up to the 2018/2019 season, followed by a marked decline in subsequent years, indicating potential shifts in hydrological dynamics.
The researchers employed a combination of optical and synthetic aperture radar (SAR) imagery to detect and analyze these drainage events. Using a modified Normalized Water Difference Index (NDWIice) and C-band SAR data, they effectively identified lake extents and drainage occurrences. The study also estimated lake depths and volumes, revealing that most drained lakes had a mean depth of 4.10 m and volumes predominantly below 0.02 km³. These findings contribute to understanding the hydrological processes in the Greenland Ice Sheet and their implications for ice dynamics and meltwater routing, particularly in the context of climate change.