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优秀!大地测量方法揭示南极冰盖/冰架精细变化


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发布时间:2021-11-16 22:00:30
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        南极冰盖是影响和指示全球环境变化的重要区域,也是国际上冰冻圈研究的热点区域。

武汉大学中国南极测绘研究中心利用大地测量方法,围绕南极冰盖/冰架表面形态及其变化过程、南极大陆冰川均衡调整模型修正、南极冰盖/冰架内部质量变化及时变特征以及南极冰盖/冰架物质平衡和稳定性评价等方面,开展理论探索、多源数据的获取与处理、方法的优化与验证,揭示了南极冰盖/冰架精细变化。
        在过去5年间,已经开展的部分研究内容包括:
       
      (1)基于多源卫星数据获得了高精度冰盖/冰架表面形态,包括冰面数字高程模型(图1)、接地线、海岸线、冰裂隙、冰面温度及冰盖冻融特征等。
 
 
图1 基于多源卫星数据的南极冰盖/冰架精细高程模型
 
 
 
       (2)联合卫星测高、卫星重力、GNSS等数据,获得了南极大陆高精度的垂向运动速度,提取了冰后回弹信号,得到精化后的南极冰盖冰川均衡调整模型。
 
       (3)在国际上首次利用地震背景噪声方法进行冰盖结构的研究,从地震学角度揭示了南极冰盖厚度和冰内速度结构。
 
       (4)将物质平衡变化分解为冰变化和雪变化两部分,进而实现南极表面物质平衡和冰下物质平衡的有效分离。
 
        基于以上研究内容,研究团队取得了如下代表性成果:
 
       (1)首次提出了一种缺乏地表验证数据情况下,评价多源遥感手段干/湿雪分类相对精度的方法,并融合微波辐射计、散射计和气候模型结果,实现冰盖表面融化自动化监测。
 
       (2)首次发现中山站附近达尔克冰川冰褶皱和冰下海山的存在,并揭示达尔克冰川前缘崩解和流速的年际波动出现相似周期特征(图2)。
 
图2 东南极达尔克冰川流速场的测定以及前缘冰褶皱和冰下海山的发现
 
       (3)首次实现了在剔除活跃冰下湖影响下,联合卫星重力、卫星测高和GNSS数据,同时分离冰后回弹、冰雪质量变化和地壳弹性响应等信号,改善了南极冰川均衡调整模型精度。
 
       (4)首次利用被动源地震学方法,开展南极冰盖厚度和冰内速度结构研究,探索了非侵入式、低成本的冰盖结构探测新思路。
 
       (5)首次精确确定了南极Getz冰架底部通道的位置与长度变化,发现底部通道处冰架并不处于静力学平衡状态,并对冰架稳定性产生影响,为研究南极冰-海交互作用提供新视角。
 
        相关成果发表在Remote Sensing of Environment、Journal of Geophysical Research、The Cryosphere、Journal of Glaciology、中国科学、地球物理学报等高水平学术期刊上。
 
        该项目由国家自然科学基金重点项目(41531069)资助,武汉大学中国南极测绘研究中心李斐教授牵头完成,在项目结题答辩中被评为优秀!

 

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