随着全球气候变暖加剧，冰川加速消融，严重威胁海岸带数亿生物生存及生态稳定。为此，冰川学家联合发布愿景白皮书，呼吁全球科学家跨学科合作，共同延缓冰川融化。联合国亦将2025年定为“国际冰川保护年”，敦促国际社会高度重视并立即行动，应对这一重大而紧迫的全球挑战。

在此背景下，上海大学材料科学与工程学院高彦峰教授团队展开深入研讨，从工程热物理角度系统分析了冰川融化的机理，并综合考量科学性、工程可行性、时间成本、环保性与经济性等多重因素，提出了一项可行的冰川保护新方案。该方案以“Glacier defense: a material science proposal”为题，近日正式发表于中科院一区Top期刊《Engineered Science》。该期刊聚焦工程与多学科交叉研究，在推动前沿理论突破与重大工程应用对接方面具有显著的学术影响力。

文中分析了冰川融化的热力学机理，指出陆地冰川主要通过与周围环境在上下表层之间的热交换和自身热辐射发生融化，而海面上的冰体除了与气流发生对流换热之外，还通过反射太阳辐射（0.4–3.0 μm）和吸收红外辐射（3.0–200 μm）参与热交换。海水中的冰体则主要因与海水之间的对流传热而融化。

基于上述热传递途径的差异，作者从热调控的角度将冰川分为“陆地冰川”与“海水中的冰川”两类，并针对其分别提出了相应的保护策略：对陆地冰川，采用热反射粉体与低发射率材料复合覆盖的方式，在减少太阳辐射吸收的同时抑制与环境的热辐射交换，从而实现隔热保温；对海水中的冰川，则通过设置水下屏障结构，既阻隔冰体与海水直接接触、降低对流传热，又起到保温作用。实验估算表明，该措施可令陆地冰川融化损失减少20%以上，海水中的冰川融化损失降低50%以上。若将这一方案推广至全球冰冻圈范围内的冰川保护工程，有望至少延迟冰川融化数十年。

此外，该方案相较于其他地球工程方案展现出较强的综合竞争力：不仅具备原料环保易得、成本可控的优势，还具有施工可行性高和保护效率显著的特点。该研究为冰川保护决策者提供了一项具有实际应用前景的备选方案，有望为沿海地区安全、经济社会稳定及生态系统保护作出重要贡献。

图1针对大陆冰川和海洋冰川不同的保护策略

图2为试验模拟大陆冰川和海洋冰川融化得到的融冰质量变化率

高彦峰教授团队长期深耕于光热调制材料领域，以光热现象与热转换研究为基点，研发新型热管理材料与高效散热结构，以解决电子设备与芯片散热、极端环境热控制等关键技术难题，并优化能源转换与存储系统的热管理性能。团队在Advanced Functional Materials、Engineering等顶级期刊持续发表重要成果，积极推动科研向工程应用转化，有效助力企业突破技术瓶颈、解决实际工程问题。

本次在《Engineered Science》上发表的论文，上海大学高彦峰教授为通讯作者，博士研究生张青春为第一作者。该工作获得了国家自然科学基金（52372088&52172298）资助和支持。

原文链接：https://www.espublisher.com/journals/articledetails/1692