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南极冰盖物质平衡最新研究进展

地球物理学进展 2013年第1期28卷 24-35页

作者：丁明虎中国气象科学研究院气候系统研究所北京100081 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000

探明南极冰盖物质平衡状况,对研究全球变暖背景下海平面变化具有重要意义,也是南极冰川学的重要基础工作.在ITASE计划(International Trans Antarctic Scientific Expedition)和ISMASS计划(Ice Sheet MassBalance and Sea Level)的指导下,各国科学家对南极几个主要流域进行了大范围的实地观测,获取了一些重要成果.此外,由于极地测高卫星和重力卫星的应用,南极冰盖整体物质平衡状况评估在近期得到长足发展.无论是实地研究还是卫星遥感,都有其局限性,两者结合可以弥补各自的缺陷,是未来研究的主要发展方向,但目前仍未引起足够的重视.因此,本文综述了南极冰盖物质平衡研究的最新研究进展,将有关研究分局域和洲际尺度进行了介绍,并对国内的研究提出建议.

关键词：物质平衡南极冰盖海平面变化雪积累率气候变化

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南极冰盖表面冰流速研究综述

极地研究 2015年第1期27卷 115-124页

作者：陈军柯长青南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210093

冰川表面流速作为南极冰盖物质平衡估算的一项重要内容,对于研究全球变暖背景下的海平面上升具有重要意义。随着技术的进步,南极的冰流速监测方法已经从传统的花杆测量、光学仪器边角测量,发展到先进的GPS测量和遥感观测。南极冰盖冰流... 详细信息

冰川表面流速作为南极冰盖物质平衡估算的一项重要内容,对于研究全球变暖背景下的海平面上升具有重要意义。随着技术的进步,南极的冰流速监测方法已经从传统的花杆测量、光学仪器边角测量,发展到先进的GPS测量和遥感观测。南极冰盖冰流速总体特征是:海岸带冰流速快于内陆冰流速,冰架冰流速快于陆地冰流速,西南极冰流速快于东南极冰流速。未来加强对数据稀疏地区的冰流速监测,扩大冰流速研究的时间尺度,开发冰流速研究的新方法以及构建冰流速波动与气候变化相互关系模型等,成为南极冰流速研究的新热点。

关键词：南极冰盖冰流速遥感监测物质平衡

基于Elmer/Ice参数约束的西南极玛丽伯德地冰盖数值模拟

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极地研究 2023年第3期35卷 371-382页

作者：杨树瑚吕金磊牛立杭张云韩彦岭洪中华上海海洋大学信息学院上海201306

西南极玛丽伯德地冰盖底部地热通量的不确定性对准确模拟其演化有着重大的影响,探究地热通量的变化对冰盖温度场和速度场的影响具有重要意义。本文基于2021年更新的Bed Machine V2中的南极冰盖底部基岩高程、表面高程数据,添加表面温度... 详细信息

西南极玛丽伯德地冰盖底部地热通量的不确定性对准确模拟其演化有着重大的影响,探究地热通量的变化对冰盖温度场和速度场的影响具有重要意义。本文基于2021年更新的Bed Machine V2中的南极冰盖底部基岩高程、表面高程数据,添加表面温度、表面质量平衡和地热通量等边界条件,利用Full-Stokes三维模型Elmer/Ice对西南极玛丽伯德地的部分区域(76.8°S—77.3°S,138°W—142°W)进行了静态模拟。实验通过美国冰雪中心2020年更新的MEaSUREs项目的遥感冰盖表面流速数据(MEaSUREs In-SAR-Based Antarctica Ice Velocity Map),对Elmer/Ice中的冰盖底部滑动系数和格伦增强因子两个参数进行约束,以模拟得到的表面冰流速和遥感表面冰流速之间的均方根误差(RMSE)作为评价指标,获得适合区域模拟的最佳参数。当滑动系数为0.1,格伦增强因子为0.26时取得最小RMSE(4.140 m·a^(-1))。以此参数进行模拟,并对地热通量进行调节,得到了研究区域的速度场、温度场、应力场等实验结果。实验结果表明,地热通量改变时冰盖底部温度场变化较大。

关键词：南极冰盖玛丽伯德地 Elmer/Ice MEaSUREs 表面流速

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南极冰盖上伫立着红艳艳的中国“灯笼”

中国科技财富 2021年第10期 59-61页

作者：孙瑜不详

“长城是中华民族的标志性建筑,所以中国第一个南极科考站命名为长城站。第二个科考站‘中山站’则是以中国民主革命的伟大先驱者孙中山先生的名字命名的……”9月27日晚,在科技部人才与科普司、中国科学院科学传播局、北京科学技术委... 详细信息

“长城是中华民族的标志性建筑,所以中国第一个南极科考站命名为长城站。第二个科考站‘中山站’则是以中国民主革命的伟大先驱者孙中山先生的名字命名的……”9月27日晚,在科技部人才与科普司、中国科学院科学传播局、北京科学技术委员会支持,中国科学院物理研究所承办的第53期科学咖啡馆活动现场,曾7次踏足南极、5次去北极的中国海洋学会海洋科普工作委员会主任曲探宙,如数家珍般介绍着我国的南极科考站。

关键词：中国海洋学会科学传播科学技术委员会中国科学院南极冰盖中山站长城站南极科考

基于卫星测高技术的南极冰盖变化及影响因素研究

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测绘学报 2023年第11期52卷 2008-2008页

作者：杨全明王泽民(指导) 宿州学院环境与测绘工程学院安徽宿州234000 武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079 不详

全球气候与环境变化是影响南极冰盖变化的重要因素之一。当前全球气候变暖不断加剧,对南极冰盖的稳定造成了严重威胁,进而影响到人类未来的生存与发展。因此研究南极冰盖的定量变化,对于加深全球气候变化认识和预测未来全球海平面变化... 详细信息

全球气候与环境变化是影响南极冰盖变化的重要因素之一。当前全球气候变暖不断加剧,对南极冰盖的稳定造成了严重威胁,进而影响到人类未来的生存与发展。因此研究南极冰盖的定量变化,对于加深全球气候变化认识和预测未来全球海平面变化具有重要的现实意义。论文通过对前人的研究进行总结和分析,针对在处理卫星测高任务间偏差和升降轨道偏差方面存在的问题和不足,提出了NPF(novel plain fitting)解算模型。

关键词：南极冰盖气候与环境变化卫星测高全球海平面变化全球气候变化定量变化全球气候变暖解算模型

基于ICESat块域分析法探测2003～2008年南极冰盖质量变化

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地球物理学报 2011年第4期54卷 958-965页

作者：史红岭陆洋杜宗亮贾路路张子占周春霞中国科学院测量与地球物理研究所武汉430077 中国科学院动力大地测量学重点实验室武汉430077 中国武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

利用2003～2008年间的ICESat卫星激光测高数据,通过块域交叉点分析提取南极大陆冰盖表面高程变化信息,同时探讨了卫星激光测高不同任务间的系统偏差,结合冰盖地表粒雪密度模型探测南极大陆冰盖质量变化,并对其原因做了初步分析.结果显... 详细信息

利用2003～2008年间的ICESat卫星激光测高数据,通过块域交叉点分析提取南极大陆冰盖表面高程变化信息,同时探讨了卫星激光测高不同任务间的系统偏差,结合冰盖地表粒雪密度模型探测南极大陆冰盖质量变化,并对其原因做了初步分析.结果显示南极大陆冰盖高度变化具有明显的年周期信号,平均周年振幅为2.21cm.在南极大陆的边缘,存在着明显的消融和增长,尤其是在西南极阿蒙森海湾附近的冰川和南极半岛.利用目前常用的三种不同的冰后回弹模型,计算得到南极大陆冰盖整体平均质量变化趋势约为要—82～—73Gt/yr.在由ICESat高度变化到质量变化过程中,冰盖地表粒雪密度和冰后回弹模型的不确定性是影响结果精度的主要因素.

关键词： ICESat 交叉点块域分析法南极冰盖质量变化最小二乘回归

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GOCE发现南极冰盖下古代大陆遗迹

空间科学学报 2019年第1期39卷 2-3页

作者：范唯唯中国科学院科技战略咨询研究院

ESA网站2018年11月7日报道,德国基尔大学和英国南极调查局利用重力场和稳态海洋环流探测器(GOCE)观测数据,发现了南极冰盖下的古代大陆遗迹。相关论文发表在Scientifc Reports上。

关键词：南极冰盖 GOCE 遗迹大陆古代观测数据海洋环流论文发表

基于自适应遗传算法的波阻抗反演方法及其在南极冰盖应用研究

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基于自适应遗传算法的波阻抗反演方法及其在南极冰盖应用研究

作者：黄汉钧（Wong Honkuan）浙江大学

学位级别：硕士

极地冰盖对全球气候系统具有重要影响,直接控制着全球海平面升降。在全球气候变暖的大趋势下,理解和预测极地冰盖的稳定性及其演化趋势具有重要的科学意义。冰雷达是测量冰厚、冰下地形以及冰内等时层结构和分布的有效工具并在冰盖探测... 详细信息

极地冰盖对全球气候系统具有重要影响,直接控制着全球海平面升降。在全球气候变暖的大趋势下,理解和预测极地冰盖的稳定性及其演化趋势具有重要的科学意义。冰雷达是测量冰厚、冰下地形以及冰内等时层结构和分布的有效工具并在冰盖探测中取得了巨大成功,成为了冰盖探测的主流和经典工具。目前冰盖结构形态学特征主要从电磁波运动学特征(波至时间、速度等)中获得,而利用反射波的动力学特征(振幅、相位等)以及极化特征来反演、识别冰盖内冰晶体组构参数等物性特征变化状况则是冰雷达研究的前沿重难点领域,具有重要科学意义和实用价值。为了在冰雷达数据中提取冰盖内等时层的波阻抗信息,本文开展了高频电磁波波阻抗反演技术研究,以此来获得介电常数、组构特性等微观参数,为冰盖研究提供关键物性参数。极地冰盖研究相对近地表探测缺少测井等资料提供初始模型,为了避免传统反演方法中严重依赖初始模型的不足。本文尝试把遗传算法应用到波阻抗反演问题,但直接应用遗传算法进行波阻抗反演会出现反演结果收敛不稳定的问题。为了解决上述的问题,本文引入自适应机制和实值编码系统来提高遗传算法的可靠性和收敛性。同时,本研究参考地震勘探的做法,把褶积模型引入冰雷达数据的反演,采用褶积模型来简化电磁波在冰盖中的传播规律,并通过与有限差分方法的对比,证明了基于褶积模型的正演计算可以大大提高遗传算法的效率。另外,自适应机制和实值编码系统的引入可以明显提高遗传算法的可靠性和收敛性,我们使用GPRMax软件对一套已知的地层模型进行数值模拟,获得其回波数据,再利用自适应遗传算法对该数据进行反演,采用统计后验概率方法分析反演对理论模型的恢复程度及收敛情况,从而证明自适应遗传算法的可靠性及其在高维全局优化中的优势。且自适应进化机制在优化过程中可以有效避免算法陷入局部最优解。本研究亦对全极化雷达所采集的多通道数据进行了处理,解决了冰雷达信号存在极性反转的问题。经处理后的数据提高了冰床同相轴的稳定性,为遗传算法反演提供了良好的数据基础。本研究成功应用自适应遗传算法来反演南极冰盖的波阻抗。实验结果显示出南极冰盖极化雷达回波信号呈现明显的分层结构特征,与深冰芯钻探结果揭示的冰期-间冰期位置相吻合,证明了各向异性冰组构演化和冰期-间冰期旋回的对应关系。

关键词：自适应遗传算法波阻抗反演南极冰盖冰雷达

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南极冰盖表面融化面积占比近两成 003