中全新世南极东部埃默里冰架后退:来自沉积物岩心的证据

漂浮的冰架是气候变化的敏感指示物(Mercer,1978)。海洋的轻微变暖现象可以有效地减少冰架的体积。过去和现在建立的漂浮冰架下面的环流模式对于了解全球变暖对现今冰架的作用以及对全球海洋环流和气候的后期效应是至关重要的信息。     

南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望

南极冰架是揭示南极地区气候变化机制,预测全球气候变化的关键研究区域之一。概述了20世纪以来针对南极冰架所开展的科学研究工作,分别从冰架物质平衡过程、冰架形态特征及其内部结构监测、冰架海底海洋岩芯的沉积特征和冰架附近海域生态系统演化等方面总结了冰架研究所取得的丰硕成果。介绍了中国近几年在东南极洲埃默里冰架进行的科学考察活动,并依据南极冰架研究的国际未来计划提出了中国在埃默里冰架即将继续开展的研究工作。     

东南极Amery冰架与陆地冰分界线的重新划定及验证

根据无线电回波测厚(RES)数据对东南极Amery冰架与陆地冰分界线进行了重新划定,指出该冰架的接地线位置最南一直向内陆延伸到73.2°S处,距冰架末端最远距离约500km。并在该流域选取了两条具有代表性的剖面,分别用水面以下的冰厚度与总的冰厚度的比值、流体静力学平衡理论等进行了验证。同时对该地区所在的整个冰流系统用5km ERS-1/DEM数据和1km RAMP/DEM数据,GPS实地测量值等对这一结论进行了验证。最后按流体静力学平衡条件对该流域的漂浮冰部分重新进行了标定。     

利用EnviSat ASAR数据监测南极冰架崩解

利用欧洲环境卫星(EnviSat)所携带的先进合成孔径雷达(ASAR)数据高时间、高空间分辨率的特点,实现了全南极范围内冰架年崩解面积的高精度估算和崩解类型的解译。利用40期重复覆盖全南极海岸线的EnviSatASAR数据探测了冰架崩解的位置、类型和发生时间,统计分析了2005年8月到2011年8月连续6年南极冰架崩解频率和面积的时空变化。结果显示:(1)2005年—2011年平均崩解面积为2969.7km2,年崩解面积变化幅度较大,年崩解频率略呈下降的趋势;(2)南极冰架崩解主要发生1—3月,其中2月崩解最频繁;(3)东南极威尔克斯地区域是当前南极冰架崩解最活跃的区域,冰架罗斯、龙尼-菲尔希纳及埃默里等3大冰架很稳定且鲜有崩解发生,东南极毛德皇后地区域冰架相对稳定;(4)空间尺度小于100km2的崩解频率占到总频率的94.1%,忽略它们将导致南极年崩解面积低估20.7%—92.9%;(5)以内部冰川应力为主要驱动力的开裂型(Rift-opening)崩解较以外部大气和海洋因素为主要驱动力的融水型(Melt-related)崩解发生更为频繁,但是两者在量上的差异不大(约10%)。     

卫星激光测高探测极地冰架表面裂隙方法

冰架崩解是南极洲物质损耗的主要途径,崩解是应力作用引起的裂隙(或裂缝)传播的结果,裂隙位置和深度的探测是理解崩解机理过程的重要基础.本文提出了一种利用卫星激光测高ICESat-1/GLAS高程数据产品提取冰架表面冰裂隙的方法,并以南极洲埃默里冰架为例验证了这种方法探测裂隙位置的准确性和深度探测精度.同时,基于提取的裂隙点深度分布特征提出了裂隙峰值应力点的探测方法,可用于追踪冰裂隙初始裂口位置和探测导致冰架崩解的高危区.利用2003～2008年间16个运行时期内132条ICESat-1/GLAS高程轨迹线分析了埃默里冰架冰裂隙深度的时空分布和裂隙峰值应力点的空间分布.结果显示,探测到的裂隙点深度在2.0～31.7 m均在海平面以上;裂隙深度变化未显示出随时间推移和冰流移动而增加的趋势,说明平流移动到冰架前缘的裂隙基本不会直接导致冰架的崩解;冰架局部应力集中区主要分布在冰流的缝合区内.     

2011年1月普里兹湾埃默里冰架附近水文特征

分析“雪龙”号2011年在普里兹湾埃默里冰架外缘24个站位的CTD观测结果,发现有以下一些水文特征：普里兹湾西部,在71°E-72°E范围内,存在一个顺时针运动的中尺度涡。由于这个涡旋存在,冰架水主要扩散方向偏东,在73°30′E附近,流向东北;夏季表层水厚度,东部基本在20m,西部受中尺度涡和其他因素的影响,夏季表层水厚度深达50m左右;在50m以浅的水层内,表面以下温度会出现稍微增大现象,我们称之为逆温层,它是结冰、融冰和海冰覆盖变化造成的;在观测断面西部,在160m～200m水层内,多站出现“静力不稳定”：即上层密度大于下层,厚度有几米,平流混合扩散可能是这一不稳定现象主要原因。     

利用偏移量跟踪测定Amery冰架冰流汇合区的冰流速

利用35d时间基线的EnvisatASAR数据对,采用偏移量跟踪方法对东南极Amery冰架冰流汇合区的冰流速进行了测定,并对流速结果进行了精度评定和对比分析,验证了本文结果的可靠性。结果显示,Lambert、Mellor及Fisher冰川在Amery冰架后缘交汇处冰流速最大可达800m/a;汇合区接地线附近的冰流速存在一定的变化特征,该特征是辅助确定接地线位置的重要参考信息。     

基于MODIS数据的南极洲冰川变化情况遥感调查与分析

南极洲生态环境是世界各国研究的热点。本文利用2003年和2010年两期MODIS数据对南极洲大陆冰川及其冰架进行遥感调查与分析,获得南极洲2003年和2010年两期冰川及冰架类型、面积等信息,并通过监测初步掌握了南极洲冰川变化情况,进一步对其变化原因及其变化趋势进行初步研究和分析。     

Emery冰架北缘热盐结构的不均匀性及其成因

根据2005-2006年夏季中国南极第22次南极科学考察的海洋水文资料(64°00′~69°15′S,68°00′~76°00′E),分析了普里兹湾内Emery冰架北缘浮冰区的水团性质。发现Emery冰架东西两端的表层热含量明显高于Emery冰架北缘中部。此外冰架北缘中部海域的上混合层和季节跃层的深度也明显小于东西两端。冰架北缘的底层热盐结构则无明显的东西差异。海洋遥感的证据表明:冰架北缘的表层水的不均匀性与浮冰和冰间湖的空间分布有着密切的联系。