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南極高分辨率冰川流速圖揭示東南極威爾克斯地加速消融
2018-03-15| 【 】|閱讀次數: |文章來源:

  中國科學院測量與地球物理研究所“影像大地測量與地球表面過程”學科組成員沈強副研究員,在國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃課題和中國科學院前沿科學重點研究項目資助下,與俄亥俄州立大學地球科學學院合作,完成了20142015全南極迄今最高分辨率冰川流速圖,研究表明全南極繼續加速消融,并首次發現東南極威爾克斯地冰川在加速消融,從觀測上證實東南極冰蓋也存在加速消融的風險,這一發現改變現有普遍的認知。相關論文近日在《科學報告》(Scientific Reports)在線發表,題目為Recent high-resolution Antarctic ice velocity maps reveal increased mass loss in Wilkes Land, East Antarctica(最近高分辨率南極冰流圖揭示東南極威爾克斯地加速消融)。 

  在全球不斷變暖的背景下,準確預測海平面變化尤為重要,所面臨的主要挑戰是對南極冰蓋動態響應行為的了解嚴重不足。被巨厚冰層覆蓋的南極大陸擁有相當于全球海平面上升60米的巨大冰體,它的變化不僅控制著全球海平面變化,同時對海洋和氣候以及人類居住環境造成巨大的影響,甚至加快氣候周期更替的頻率,這使得南極冰蓋的變化一直以來是各國政府和社會關注的焦點問題。近年來在西南極和南極半島發現的冰川物質加速消融,進一步加劇了南極冰蓋不穩定的風險。連續、精確的監測南極冰蓋的動態行為成為準確評估南極冰蓋穩定性的關鍵。但是由于南極極端惡劣的氣候,且與其他大陸相距遙遠,野外實地調查無法滿足監測南極冰蓋的全覆蓋、連續性的要求,所以遙感技術成為南極冰蓋研究的重要手段。 

  該研究團隊瞄準南極冰蓋近十年以來的物質狀態,使用超過10,000Landsat 8衛星影像和衛星測高資料,創新數據處理方法和質量控制技術,建立了最近全南極迄今為止最高分辨率(100 m分辨率)、時間一致性好的冰川流速分布圖,分辨率遠高于時間一致性和覆蓋度遠也好于早前UCI (University of California, Irvine)公布的基于SAR影像的全南極冰川流速圖(500 m–1 km分辨率),分辨率也明顯高于NASA近期公布南極冰川流速圖(300 m–1 km分辨率)。這為全面系統地研究南極冰川動態提供了可能,特別是那些正發揮著關鍵作用的小冰川的動態行為,冰裂隙、冰壩在南極冰蓋動態中的作用,以及冰川運動機制等相關研究中將發揮更大作用。該團隊還聯合了UCI發布的2008年的南極冰川流速圖,全面分析了2008–2015年南極冰流動態和冰川物質狀態。結果發現,整個南極冰蓋仍然在繼續加速消融,2015年物質消融量達到230±71 Gt 1Gt = 10^9 噸),較2008年增加了54%。冰蓋消融直接貢獻了全球海平面0.6 mm的上升量,相當于6175米水位三峽庫容(393億立方米);西南極冰蓋仍然是最大的物質虧損來源,但物質消融的加速度明顯小于此前的十年(1996–2006);最值得關注的是,與以往物質加速消融主要發生在西南極和南極半島的普遍認知不同,該項研究首次發現東南極的威爾克斯地(Wilkes Land)存在廣泛的冰川加速,在7年期間該區域冰川物質消融速度增加了53 ± 14 Gt/yr,溫暖的繞極洋流可能是導致加速消融的主要原因。該區域不僅存在與西南極冰蓋的一樣的不穩定的海洋性冰蓋,而且其海洋性冰蓋的總量是西南極冰蓋的5倍,冰體總量相當于引起海平面上升多達28米。因此,威爾克斯地的不穩定性風險更加值得關注,今后也應加強對它的長期監測和研究,對海平面的準確預測具有特別重要的意義。 

  論文和相關支撐材料:www.nature.com/articles/s41598-018-22765-0  

 

 

 

 

 
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