南极罗斯海扇区晚更新世以来冰筏碎屑记录反映的冰川动力学史

中更新世气候转型以来,南极冰盖对全球气候的影响作用逐渐放大。西南极冰盖以海洋冰盖为主体,稳定性差,冰架前缘沉积模式复杂,对于冰期-间冰期气候旋回变化十分敏感。因此,文章通过对中国第31次南极考察在罗斯海扇区北维多利亚地岸外钻取长度达412 cm的ANT31-R22岩芯（173.152°E,67.215°S;水深2906 m）的浮游有孔虫Nps-δ¹⁸O、冰筏碎屑含量及其岩矿组成分析等研究,重建了罗斯海扇区22.8~534.0 ka B.P.期间的冰筏碎屑沉积物源和周边冰架的演化历史。R22岩芯的岩矿组合显示：MIS 13期晚期至MIS 7期,横贯山脉-维多利亚地的Ferrar组基性火成岩是罗斯海扇区的主要物源;MIS 7期之后横贯山脉-维多利亚地物源输入明显下降,花岗岩和变质岩的输入有所增加,推测马利伯德地花岗岩-变质岩物源区输入增加,西南极冰盖对于罗斯海扇区的影响逐渐增强。同时,综合对比多个太平洋扇区岩芯/站位的冰筏碎屑指标显示：自晚更新世以来,罗斯海扇区至阿蒙森海扇区的深海冰筏碎屑沉积集中出现在冰盛期-冰消期阶段,是气候回升过程中西南极高纬地区冰架消融的重要标志,而中高纬地区的冰筏碎屑沉积更可能是冰盛期的标志。

     

未来海平面会上升多少

未来海平面会上升多少？我们可以从模型和冰架观察获得了更多的证据。     

新一代冰流模式乌阿及其在南极埃默里冰架的应用

南极冰盖不仅是全球环境变化的指示器, 其消融所产生成的淡水输入也是未来海平面上升的主要不确定性来源。数值模式是诊断冰流动力机制、 评估冰盖物质损耗的重要手段。本文首先介绍了乌阿（冰岛语úa或英语Ua）冰流模式的基本原理, 并利用该模式模拟东南极埃默里冰架的动态变化。乌阿冰流模式基于质量和动量守恒方程的垂直积分, 在自适应不规则三角网格上求解微分方程, 仅用少数参数规则即可构造适应冰流动力特征的网格结构, 有效缩减运算时间。采用当前主流的模式边界数据集, 针对埃默里冰架设计了两个试验。试验一为反演试验, 试验中模式的代价函数在100次迭代后下降三个数量级, 表明模拟的流速与遥感观测吻合（RMSE = 13.35 m·a^-1）, 但高频细节仍有待提高; 试验二为预测试验, 测试了模拟冰厚变化率的不确定性, 以自由漂移量接近零为标准选出一组最优模型参数, 最后假设埃默里冰架解体情景开展模拟, 结果表明冰架解体会导致海平面上升（45.36 ± 0.08） mm。随着资料更新迭代, 基于最新发布的南极底部地形数据模拟效果是否提升还有待未来检验。     

埃默里冰架北缘海洋水文特征的变化

利用中国第24次南极科学考察队（2007/2008）观测的CTD资料,分析了埃默里冰架北缘的温度、盐度、密度的空间分布,并与中国第22次南极科学考察队（2005/2006）观测的CTD资料进行了比较。比较后发现埃默里冰架北缘海域的最新变化是跃层深度明显变深,冰架北缘的东部海洋上层有明显的次表层暖水存在,但该暖水仅仅位于冰架北缘的最东端及其附近的站位,具有明显的局地性。此外,海洋的表层温度、盐度、密度都形成了明显的东西向梯度。这种梯度应与海表层浮冰的密集度有着密切的关系,是海-冰-气三者相互作用的结果。     

基于多源遥感数据的中山站附近地区冰架和冰川变化监测

南极冰架和冰川的变化是全南极动态变化的主要过程之一。利用MODIS L1B级250 m分辨率数据和Landsat陆地卫星15 m分辨率数据,针对不同尺度试验区域,分别监测2000—2016年间中山站附近地区的埃默里冰架、极时代冰川、极记录冰川和达尔克冰川的动态变化过程,并对试验区的动态变化进行分析。结果表明,埃默里冰架在近16年间一直处于向外扩展状态,前缘年扩展速率和扩展面积量较为稳定;极时代和极记录冰川不断向海洋流动,极时代冰川于2007年发生大型崩解,而极记录冰川前端的冰山在2014年发生崩解,冰山面积逐年递减,于2016年完全漂离冰川前缘;达尔克冰川则在监测年份内呈现出了交替性扩展和崩解的变化规律。     

南极Getz F冰架表面冰流速及结构特征时空变化分析

冰川裂解与底部消融是南极冰架质量损失的主要部分,这两个过程与全球温度升高密切相关。Getz冰架较阿蒙森海其他冰架对温度的升高更为敏感,开展Getz冰架表面冰流速和结构特征长时间序列分析,对全球气候变化、极地冰川学的发展具有重要意义。基于Landsat系列影像,采用多尺度半自动化影像匹配算法重建了2000—2017年Getz F冰架表面冰流速,进一步通过遥感影像增强处理及人工目视解译,提取了2000年和2017年Getz F冰架表面结构特征,综合分析Getz F冰架长时间序列冰流速与表面特征。结果表明,2000—2017年间,Getz F冰架表面高冰流速区（850~950 m?a^-1）逐渐向西部海岸线移动,海岸线向外延伸较大;冰架中西部下游冰裂缝数量明显增多,且冰裂隙呈现由东部上游向东部下游移动的趋势;冰流速总体呈随表面高程的增加而减少的趋势。研究表明Getz F冰架流量由Berry冰川补给较多,且冰流速受变性环极深水消融影响较大;同时,Getz F冰架前缘存在着较大不稳定性。     

PANDA计划简介

南极普里兹湾-埃默里冰架-冰穹A的综合断面科学考察与研究计划(简称PANDA计划)是由中国科学家牵头组织的大型南极考察与研究计划,是国际极地年中国行动计划的核心计划,也是国际极地年核心科学计划之一.     

利用GPS提取南极Amery冰架海潮信号

潮汐运动是冰架短期垂直运动的来源, 对冰架影响十分显著. 选取2003/2004年度南极夏季期间中国在Amery冰架上连续5 d的GPS数据, 利用GAMIT/GLOBK进行数据处理, 获取了由海潮引起的冰架垂向运动时间序列;垂直方向精度优于0.18 m, 并且和中国南极中山验潮站的潮汐变化曲线进行了对比, 获得了一致的结论. 利用GPS测量海潮可为精化南极地区的海潮模型提供可靠的现场数据, 对南极冰盖物质平衡研究及冰海交互动力学模型研究有着重要的作用.     

国产高分系列卫星GF-1/3数据监测南极拉森C冰架崩解过程

<正>A massive iceberg,named A-68 by National Ice Center(NIC)officially,calved away from the Larsen C Ice Shelf in Antarctica on July 12,2017.The iceberg A-68 is about 5 800 km2,weighs more than a trillion tons and it is one of the biggest ever recorded icebergs.Chinese satellites Gaofen-1(GF-1)and Gaofen-3(GF-3)data was used to monitoring the propagation of the rift and the iceberg by National Satellite Ocean Application Service(NSOAS).