基於大地測量方法研究南極冰蓋底部質量變化

《基於大地測量方法研究南極冰蓋底部質量變化》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由陸洋擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於大地測量方法研究南極冰蓋底部質量變化
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陸洋
• 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

國內外對南極冰蓋物質平衡做了大量研究工作，表明冰蓋底部通量是南極冰蓋物質平衡研究中最大的不確定性，也是目前了解最少的分量，限於技術及南極特殊環境，目前研究僅在典型冰架進行。在此背景下，本項目提出用大地測量手段研究南極冰蓋底部質量變化這一科學命題，旨在通過深入研究重力位場變化與南極冰蓋質量變化的正反演理論與方法，精化和融合多源衛星測高、衛星重力資料，提取冰蓋質量變化幾何與物理因子，分離冰蓋底部物質變化的主要影響因素，從幾何與物理角度綜合利用衛星重力、衛星測高等空間大地測量技術突破定量評估南極冰蓋底部質量變化瓶頸，開展冰蓋底部質量變化的重力位場反演與解釋，分析南極冰蓋底部質量變化速率及時空分布，形成大地測量研究冰蓋底部質量變化較為完整的理論體系。為揭示南極冰蓋底部凍融過程對南極冰蓋質量平衡的直接貢獻提供高質量的數據源，提升對極地冰蓋變化與全球海平面變化的相互關係及其內在機理的科學認識。

結題摘要

本項目研究利用大地測量手段探索南極冰蓋底部質量變化，深入研究了重力位場變化與南極冰蓋質量變化的正反演理論與方法，提出了綜合利用GRACE衛星重力、ICESsat衛星雷射測高等空間大地測量數據，估算南極冰蓋底部質量變化的兩種方法。提出了基於GRACE數據反演陸地型冰川質量變化的塊域擬合法和塊域正演疊代法。首次將Slepian空間譜集中法套用於求解南極冰蓋質量變化。基於MODIS衛星遙感數據以及降雪量、風速等資料，研究構建了南極表層粒雪密度改進模型。基於GRACE數據研究構建了新型大尺度重力場時變統一模型。提出了聯合GRACE、ICESat、GPS等數據分離南極冰川均衡調整(GIA)信號方法，構建了南極GIA改正模型。研究分析了ICESsat衛星雷射測高各項誤差對估算南極冰蓋表層質量變化的影響，以及GRACE衛星重力各項誤差對估算南極冰蓋整體質量變化的影響。利用2003-2010年間（ICESat與GRACE在軌重合時間段）的數據資料推算得到南極冰蓋底部質量變化，分析了底部質量變化速率及時空分布。為揭示南極冰蓋底部凍融過程對南極冰蓋質量平衡的直接貢獻提供可靠的科學參考，提升對極地冰蓋變化與全球海平面變化的相互關係及其內在機理的科學認識。