格陵兰冰盖表面消融研究进展

冰盖表面消融是格陵兰冰盖物质平衡的重要组成部分, 已成为近年来格陵兰冰盖研究的热点. 格陵兰冰盖表面消融研究的关键在于理解冰盖融水的产生、 运移和释放等水文过程, 需要解决如下关键科学问题: 1) 冰盖表面产生了多少融水;2)冰盖表面水文系统具有什么特征; 3)冰盖表面融水如何影响冰盖运动; 围绕这些科学问题, 总结了格陵兰冰盖表面消融的研究进展. 冰盖表面消融建模、 冰盖表面湖的信息提取与面积特征变化、 深度反演与体积量算等是目前研究冰盖表面融水量的主要途径, 冰盖表面湖、 冰盖表面径流、 锅穴与冰裂隙等表面水文要素的空间分布规律研究则可用于揭示冰盖表面水文系统特征, 冰盖表面融水与冰盖运动速率的关系、 表面融水进入冰盖内部与底部的水文过程是目前揭示表面融水如何影响冰盖运动的主要手段.     

1996—2021年格陵兰冰盖表面融化时空变化分析

格陵兰冰盖的表面融化通过物质平衡影响全球海平面上升,同时也是气候变化的灵敏指示器。本文基于增强分辨率的被动微波日亮温数据,使用自动气象站的气温记录,评估了进行冰盖表面融化探测的改进的亮温日较差(Advanced Diurnal Amplitude Variations,ADAV)方法和另外4种常用方法(M+30 K、ALA、MEMLS1和MEMLS2)的探测效果,通过总体精度和Kappa系数证实了ADAV方法探测冰盖表面融化的可行性与可靠性。在此基础上,基于ADAV方法进一步分析格陵兰冰盖表面融化的时空变化特征,发现1996—2021年格陵兰冰盖所有区域都发生过表面融化,融化最剧烈的区域分布于冰盖边缘,南部较北部融化范围更大、融化天数更多。极端融化事件导致冰盖融化范围波动较大,而融化指数呈现增长趋势,增长速率为5.24×10⁵ d·km²·a^-1。且表面融化具有向内陆高海拔地区扩张的趋势,融化天数为11～30 d、31～50 d、51～70 d的区域,26年间的平均高程都发生了显著的增长,增长速率分别为13.06 m·a...     

格陵兰北部北极冰盖变薄的证据

1987和1976年两次观测的结果比较,发现了冰盖平均厚度明显变薄的证据。这个变薄量相当于在300000km~2的范围内冰的体积减少了15％以上。这些人们以前认为厚度稳定不变的冰盖区如此大的变化表明,更系统地监测北极冰盖的厚度变化来确定是否存在类似的年际变化是非常重要的。     

2000-2020年格陵兰冰盖夏季表面温度变化及其对物质平衡的影响北大核心CSCD

基于MODIS温度产品,着重分析了2000-2020年格陵兰冰盖夏季表面温度和表面融化范围的年际变化趋势;联合IMBIE(冰盖物质平衡对比实验)数据分析表面温度对于冰盖物质平衡的影响;进一步讨论了大气环流对于格陵兰冰盖表面温度变化的影响。结果表明:格陵兰冰盖夏季表面温度和融化范围趋势较为一致,2000年初期呈现出显著的上升趋势,2012年达到峰值,随后波动下降;整个研究阶段北部区域是增温速率最大的区域,高于其他任何区域两倍,东南部和西南部是温度最高的区域却具有最小的增长率;格陵兰冰盖夏季表面温度、融化范围以及物质平衡之间都具有显著的相关性,同时格陵兰冰盖夏季表面温度每上升1℃,会导致其物质损失增加74.29Gt·a;最后,经过对北大西洋涛动(NAO)和格陵兰阻塞指数(GBI)指数的分析得到,格陵兰冰盖夏季表面温度受到GBI的影响要强于NAO的影响,冰盖夏季表面温度和NAO呈现出负相关(r=-0.64,P<0.05),和GBI呈现出正相关(r=0.77,P<0.05)。     

格陵兰NEEM冰芯1711~1969年火山事件重建

冰芯作为良好的地质载体,为第四纪气候和环境研究提供了详实的信息。本研究利用连续流动装置对格陵兰冰盖西北部获取的一支90 m浅冰芯（命名为NEEM2009S1：77.45°N,51.06°W;海拔高度2450 m）融化处理,对氧和氢同位素比率（δ¹⁸O和δD,2 cm分辨率）和硫酸根离子浓度（SO₄^2-,10~12 cm分辨率）进行了测试。基于δ¹⁸O和关键的强火山事件对该冰芯进行了定年,结果为1711~1969年（不确定性为±1年）;通过非海盐硫酸根离子浓度（nssSO₄^2-）重建了该冰芯过去1711~1969年期间火山事件的历史。SO₄^2-浓度和通量很好地揭示了不同强度大小的火山事件。评估了强火山事件（VEI≥5）其产生的气候制冷效应;同时,由于该冰芯距离冰岛较近,本研究重点讨论了该冰芯对冰岛火山事件的记录历史,数据结果对了解冰岛历史时期火山信息具有重要的意义;此外,低纬度东亚与阿拉斯加地区的火山也容易传输至格陵兰冰盖。重建结果对于更好的理解火山事件对区域、全球环境与气候的影响具有重要的参考价值。

     

最新研究发现古冰川融化过程与目前格陵兰冰盖的融化过程相似

几千年前＂海因里克现象＂的发生导致大量的冰山沉积物进入北部大西洋,相关分析证明地下水温度轻微的增高就能引起冰川架的急剧坍塌。该研究结果发表于2011年8月1日的《美国科学院院刊》,该研究报告提供的历史依据证实地下水温度升高3～4℃就足够引起目前加拿大地区的冰原进行阶段性或突发性坍塌。研究者认为此项研究工作十分重要,因为...     

国际南极冰盖与海平面变化研究述评

海平面上升是全球变暖的主要后果之一。尽管有少数冰川学家认为,气候变暖并不能确保雪积累量的显著增加,同时可能出现冰流的突然变化,因此南极冰盖在未来海平面变化中的作用存在很大的不确定性。但近几十年来南极半岛气温的急剧上升,已使大量的冰架崩解。冰架崩解并不对海平面产生真正的影响,但反映出南极洲气候与冰川存在急剧变化的可能。     

全球海面变化的两极冰盖模型

在Clark等(1976)提出的在粘弹性地球上全球海面变化的数值模型和笔者(1992)提出的一极冰盖质点模型的基础上,考虑冰盖在两极的实际分布,建立两极冰盖质点分布的数理模型。计算结果表明,一极模型中海面变化的的极值区在S极,而两极模型中海面变化极值区在南半球的中纬度地区。     

东南极冰盖/冰架变化监测与预测技术研究

南北极是研究全球变化的关键区域。＂十一五＂期间我国在南极地区系统开展了东南极冰盖/冰架变化监测与预测技术研究,对认识全球气候变化具有重要作用。通过项目实施,建立和发展了一批现场观测体系,发展了冰盖观测新技术并集成应用于东南极冰盖的综合观测,拓展了对冰穹A地区的新认识和新发现;在冰穹A边缘地区钻取的一支浅冰芯恢复了过去约780年的气候记录,记录了东南极地区存在小冰期的明显证据;发展了东南极冰盖积累和等时年层流动模型,研究在冰盖浅层、中层和深部的变化特征,反演了冰穹A地区的古积累率分布。本文概要介绍该项目基本情况。     

南极冰盖研究最新进展

南极冰盖是地球系统的重要组成部分,在全球气候系统中扮演着重要角色.通过对南极冰盖的研究将有助于了解其在全球气候系统中的作用,并为探讨全球气候过去、现在以及未来的演化提供支撑.总结分析了近年来南极冰盖研究的一些重要进展,并在此基础上对南极冰盖研究领域的一些主要结果、观测事实以及未来变化展开讨论,重点介绍南极物质平衡、冰芯研究、冰下水系统、冰盖数值模拟方面最近的进展,评述未来可能的研究方向和应该关注的问题.