南極冰川現今質量變化的空間大地測量綜合研究

《南極冰川現今質量變化的空間大地測量綜合研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由鐘敏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：南極冰川現今質量變化的空間大地測量綜合研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鐘敏
• 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院

項目摘要

南極地區冰川質量變化已成為反映地球系統中海洋－大氣－冰川－固體地球之間相互複雜作用的一個重要表征，是研究全球變化不可或缺的重要內容。為了能更好的理解現今海平面變化，有必要對目前的南極陸地冰水質量變化做更深入的了解，並且對現在的冰質量平衡進行量化。本項目綜合利用GRACE重力衛星、ICESat雷射測高衛星等觀測資料，研究南極現今冰川質量季節變化和變化趨勢以及冰後回升效應。通過多種空間濾波、去條紋分析等方法的對比研究，有效提高GRACE衛星觀測的空間解析度和冰川質量變化觀測的信噪比，並結合ICESat衛星觀測資料，採用疊代技術和地面檢核方法有效分離南極區域冰川質量長期變化和冰後回升效應的影響，同時給出南極區域冰川質量變化的時空特徵。本項目研究的開展不僅是大地測量學的需求，同時也將為冰川學、水文學和海洋學的相關科學問題的研究提供重要的信息資源。

結題摘要

完成情況本基金課題“南極冰川現今質量變化的空間大地測量綜合研究”按計畫完成主要研究任務，發表標註SCI論文4篇，參與“衛星重力反演的關鍵技術和科學套用”和“綜合空間測量技術研究極地冰雪變化以及套用分析軟體平台”分別獲得2012年、2010年度中國測繪科技進步一等獎。 主要進展 （1）自GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力衛星2002年發射以來，利用時變重力場變化信息反演全球最大的陸地區域（格林蘭、南極地區）的冰川消融速率取得了極大的進展。 目前的結果顯示，格林蘭地區的冰川消融速率的結果較為一致，為每年180-200GT，然而確定南極地區冰川消融速率結果的不確定性較大，為每年70-140GT。本課題綜合利用GRACE重力衛星和ICESat雷射測高衛星的觀測資料，研究結果得到了南極近十年冰川融化一個合理的變化速率，南極大陸冰蓋整體平均質量變化趨勢約為-82～-73Gt/yr，屬於結果偏小的一個研究陣營。 （2）利用衛星測高、GRACE衛星重力和海洋實測與模式資料,探討了海水比容變化和海水質量變化對中國南海海平面季節和年際尺度變化的影響。結果顯示南海平均海平面變化表現出明顯的年際變化特徵, 且主要為比容海平面變化的貢獻. 衛星測高結果表明,1993~2009 年的南海平均海平面變化為(5.5±0.7) mm/a, 明顯高於同期全球平均海平面變化趨勢(3.3±0.4) mm/a. GRACE 衛星觀測到的海水質量變化沒有表現出明顯的趨勢信號, 這說明南海整體上與周邊海域或陸地水的水循環趨勢是平衡的。 （3）利用GRACE衛星重力資料研究了亞馬遜流域2002—2010年的陸地水變化，並與水文模式和降雨資料進行了比較分析．在年際尺度上，研究結果表明：2002—2003年和2005年，亞馬遜流域發生明顯的乾旱現象；2007年至2009年，陸地水呈逐年增加的趨勢。此外，本課題採用的尺度因子的方法有效地降低了GRACE 後處理誤差的影響。