《聯合GRACE和衛星測高分離南極GIA和冰質量平衡的研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由賈路路擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聯合GRACE和衛星測高分離南極GIA和冰質量平衡的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：賈路路
- 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,結題摘要,
項目摘要
南極冰蓋質量平衡與全球氣候變化密切相關，是海洋、大氣和冰川相互作用的重要指示因素，因此其定量估計對全球氣候和海平面變化具有重要的科學意義。近年來空間大地測量技術為研究南極冰蓋變化開闢了新途徑，但是受未知的冰川均衡調整（GIA）信號的影響，所得到的結果具有極大的不確定性。為此，本項目擬聯合衛星重力GRACE和衛星測高觀測數據，利用粘彈信號分離方法同時求解南極冰川均衡調整和冰蓋質量平衡信號。定量估算南極冰蓋近十年的物質平衡，以較小不確定性給出南極更合理的冰川均衡調整信號，評估現有冰川均衡調整模型和不同的冰蓋物質平衡估計結果。所分離出的冰川均衡調整信號不依賴任何模型，具有較小的不確定性，對大地測量學、冰川學、海洋學等相關研究有重要意義。
結題摘要
南極冰蓋質量平衡與全球氣候變化密切相關，其定量估計對全球氣候和海平面變化具有重要科學意義。受冰川均衡調整(GIA)影響，空間大地測量研究南極冰蓋變化所得結果具有極大的不確定性。本項目率先提出利用重力和垂直形變數據在球諧域分離GIA與現今地表質量變化的粘彈分離方法，並對該方法進行了理論和實測的驗證；聯合GRACE和ICESat觀測，首次在球諧域分離了南極GIA和冰蓋質量平衡信號，定量估算南極冰蓋的物質平衡狀態，以較小不確定性給出南極GIA信號；利用粘彈分離方法，首次分離了北美和北歐的GIA信號和陸地水儲量變化趨勢；分離的GIA信號不依賴任何模型，具有較小的不確定性，對大地測量學、冰川學、海洋學等相關研究有重要意義。 具體研究內容和結果如下： 1. GIA和現今地表質量變化粘彈信號分離方法。推導了聯合利用GRACE和垂直位移數據分離現今地表質量變化和GIA信號的反演公式；綜合考慮分離方法的近似性和觀測數據的不確定性，給出分離信號的不確定性的理論公式。該方法不依賴任何模型，為單純依靠大地測量技術研究GIA、陸地水儲量及極地冰質量變化等提供了新的途徑。 2. GIA重力與垂直位移線性關係的檢驗。利用不同粘滯度的GIA模型，研究了地球內部各圈層界面變形對GIA地表重力的貢獻，發現岩石圈對GIA重力擾動速率和大地水準面異常速率的貢獻都超過86%；GIA重力與垂直位移線性關係不依賴於地幔粘滯度；由實測數據得到GIA重力-垂直位移比值為0.141±0.014μGal/mm，與理論值非常接近。 3. 南極GIA和冰蓋質量變化分離。由粘彈分離方法，聯合GRACE和ICESat觀測，首次在球諧域分離了南極GIA和冰蓋質量變化信號，不依賴任何模型，具有較小的不確定性。南極GIA引起的等效質量變化為59.2±32.2Gt/yr；2003-2009期間，南極冰蓋質量變化為-93.9±30.6Gt/yr，西南極呈現明顯的質量負增長，而東南極則基本處於質量平衡狀態。 4. 北美北歐GIA和地表質量變化的分離。首次利用GRACE和GPS垂直位移數據分離出北美和北歐的GIA和陸地水儲量變化信號， 2002.08-2011.03期間，北美和北歐地區的陸地水儲量變化分別為43.0±5.0Gt/yr和2.3±0.8Gt/yr，該結果可為精化陸地水儲量對海平面變化的貢獻提供重要參考，亦可為水文模型提供驗證。
