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2002~2023年南极冰盖及威尔克斯-玛丽皇后地四大冰川流域时空质量变化特性分析: 2025年; 为准确评估南极冰盖质量变化率及其时空分布特性,本文利用数据自驱动的正则化矩阵构建和迭代广义岭估计的多正则化参数确定相结合的改进点质量模型法,解算了2002年4月至2023年12月的南极冰盖质量变化模型.基于解算的模型,分析了南极冰盖的质量变化特性,重点关注了东南极威尔克斯-玛丽皇后地的登曼、莫斯科、托腾及文森湾四大冰川流域.结果表明,在研究时段内,南极冰盖的质量损失对全球平均海平面(Global Mean Sea Level,GMSL)上升的贡献在2020年2月最大,达到(5.99±0.43)mm;随后南极冰盖出现三年多的质量异常增长现象,导致对GMSL上升的贡献量在2023年12月降至(5.10±0.52)mm.此外,南极冰盖在2011~2020年的质量损失最显著,损失率为(142.06±56.12)Gt a^(-1),主要原因是在西南极和东南极威尔克斯-玛丽皇后地出现质量加速亏损.其中,威尔克斯-玛丽皇后地的四大冰川流域在2011~2020年的质量损失率相比2002~2010年增加了(47.64±8.14)Gt a^(-1),且亏损范围向内陆扩展.文森湾和登曼冰川流域的质量变化分别从平衡和积累转为显著亏损.进一步分析发现,冰流通量的增加和表面质量平衡的减少对四个冰川流域质量加速损失的贡献占比分别为27.47%和72.53%.本文对近22年南极冰盖质量变化特性的研究成果,尤其是对东南极冰盖四大沿海冰川流域不稳定性的深入分析结果,对相关极地研究具有重要参考价值.; 王微沈云中陈秋杰王奉伟喻杨康; 关键词：南极冰盖卫星重力海平面变化全球气候变化

南极冰盖表面融水遥感识别方法研究综述: 2025年; 表面融水深刻影响着南极冰盖物质平衡和全球海平面上升。受地理环境和气候条件影响,南极冰盖表面融水的年际变化差异较大,对环南极表面融水的动态监测方法与技术提出了诸多挑战。本文旨在对南极冰盖表面融水遥感识别方法的相关研究进行综述:(1)简介冰盖表面融水影响南极冰盖物质平衡的主要途径;(2)阐述用于南极表面融水提取任务的遥感卫星产品,包括多光谱图像和合成孔径雷达图像;(3)突出介绍目前实现南极表面融水提取的主要技术,包括阈值法、机器学习和深度学习等;(4)比较上述各种方法的优缺点,重点展望深度学习在南极冰盖表面融水的应用前景。; 牛立杭唐学远杨树瑚张云; 关键词：遥感卫星阈值法

南极冰盖极端气温变化及未来预估研究: 极端气温是影响南极冰盖环境演变及冰盖/冰架稳定性的重要因素,它的变化深刻影响着南大洋海冰状况、冰盖表面融化速率、南极及周边海洋生态系统,也对冰芯气候信息解释和科考活动顺利开展产生重要影响。因此,阐明南极冰盖极端气温的时空...; 翟照晟; 关键词：南极冰盖极端气温大气环流

未来百年南极冰盖近地面气温变化研究: 南极冰盖作为地球冰冻圈不可或缺的组成部分,是全球气候变化的关键区,任何微小变化都会对全球海平面产生重要影响。近地面气温是气候系统中的一个重要因子,其变化会影响南极冰盖表面消融,进而影响其物质收入状况。随着未来全球温室气体...; 孙玉琦; 关键词：南极冰盖

大气河对南极冰盖及海冰的影响: 2024年; 南极冰盖与海冰对全球气候具有重要影响。大气河作为高纬度地区经向水汽输送的重要途径,其对南极冰盖与海冰的影响在近年来愈发受到重视。南极大气河通常形成于高压脊(阻塞高压)与温带气旋之间的强向极经向输送带内。低频的大气河活动为南极带来强降雪,有利于冰盖质量增加。然而,强暖湿水汽侵入同时会导致表面融化、冰架崩解和极端高温,对冰盖质量存在潜在负贡献。大气河携带极端暖湿水汽与强风通过热力与动力过程导致海冰密集度下降。目前,大气河的识别算法仍不完善,其对液态降水的直接影响、与南大洋的相互作用等仍不清楚,需要进一步明晰大气河对南极冰盖与海冰的影响机制,以准确预估未来大气河对南极冰盖物质平衡与海冰变化的作用。; 梁凯昕王今菲杨清华胡晓明刘骥平; 关键词：冰盖海冰

东南极冰盖的机载冰雷达数据处理与解释: 当前气候的持续变化已经导致南极冰盖冰体的大量消融。越来越多的学者意识到,东南极冰盖的稳定性可能比预期还要脆弱,部分区域也可能同西南极冰盖一样,有极强的不稳定性。因此,确定南极冰盖不同区域的稳定性至关重要。目前,限制冰盖模...; 陈羽晗; 关键词：粒子群算法东南极冰盖

1996~2021年南极冰盖物质平衡及其对海平面变化贡献的综合估算: 2024年; 南极冰盖(Antarctic Ice Sheet,AIS)处于持续物质损失状态,导致全球海平面上升(Global Sea Level Rise,GSLR).AIS全部融化将导致全球海平面上升约58m,因而准确估算AIS物质平衡趋势对于监测其物质损失和预测海平面上升至关重要.本文提出了一种改进的物质平衡综合估算方法,基于输入-输出、测高和重力法的多种输入物质平衡结果来综合评估AIS及其各区域的物质平衡.相较于之前的方法(如IMBIE 2018),本文采用了一种自适应窗口来处理不同输入物质平衡结果的异质性,充分考虑输入数据的数量、时间分布、不确定性以及估算方法等因素.本文还对回归方法进行了改进,采用两步法:首先,构建每种方法(输入-输出法、测高法或重力法)的单方法综合估计;然后,基于三种方法的单方法综合估计结果获得总体综合估计.利用来自8家中国机构提供的16个物质平衡结果,估算了1996~2021年南极冰盖及其各区域的综合物质平衡.结果显示,AIS在此期间共失去了约(3213±253)Gt的冰物质,相当于约(8.9±0.7)mm的GSLR.自2006年以来,AIS的物质损失加速,从1996~2005年的(88.1±3.6)Gt a^(−1)增加到2006~2013年的(130.7±8.4)Gt a^(−1),再到2014~2021年的(157.0±9.0)Gt a^(−1).其中,西南极和南极半岛的物质损失信号在综合估算和所有输入数据中均较为显著,该趋势不受物质评估方法及表面物质平衡的波动影响.结果同时还表明,东南极的物质平衡估算仍存在较大的不确定性和挑战.本文提出的综合评估方法还可推广应用于格陵兰冰盖和山地冰川区域的物质平衡估算.; 李荣兴李国君海港谢欢谢欢陈威崔祥斌丁明虎崔祥斌丁明虎柯长青郝彤李进柯长青冉将军李进沈强沈云中史红岭王松筠沈云中詹金刚张保军钟敏王泽民; 关键词：南极冰盖海平面上升

西南极冰盖2002—2023年冰川尺度的点质量模型解算与分析: 2024年; 利用重力恢复与气候实验卫星(gravity recovery and climate experiment,GRACE)及其后继卫星GRACE-FO(GRACE follow-on)解算的Tongji-Grace2022时变重力场模型,并用卫星测高数据构建高分辨率约束信息,采用两步点质量建模方法解算了西南极冰盖2002-04—2023-12冰川尺度的高分辨率(27 km×27 km)点质量产品。在研究时段内,产品估计的西南极冰盖质量变化趋势为-139.36±19.92 Gt/a,对全球平均质量海平面变化的贡献量为0.38±0.06 mm/a,与三大GRACE官方机构全球点质量产品的估计结果一致,但空间分辨率显著提高。利用独立的输入-输出法产品评估了三大GRACE官方机构产品、卫星测高产品及本产品。结果表明,本产品对西南极20个冰川(组)质量变化趋势估计表现最优,其线性回归系数和R2值分别为0.82和0.93,显著高于其他点质量产品,且截距最小;与卫星测高产品相比,本产品的R2值更高且截距更小,展示出更高的估计精度。研究时段内,西南极冰盖的长期表面物质异常与冰动力相关质量变化率分别为-11.70±0.59 Gt/a和-113.58±6.56 Gt/a,表明冰动力相关质量变化是西南极冰盖质量损失的主要驱动因素;Pine Island、Thwaites、Getz冰川及PSKP冰川组(Pope、Smith、Kohler、Philbin冰川)的长期质量变化率之和约占西南极冰盖的90%,其变化率分别为-44.19±3.33、-26.17±5.44、-27.04±0.94和-27.92±1.02 Gt/a,对全球海平面变化的贡献率依次为0.122±0.009、0.072±0.015、0.075±0.003和0.077±0.003 mm/a。; 沈云中王微; 关键词：GRACE 点质量模型冰盖

2005年—2016年南极冰盖物质平衡精细评估被引量：1: 2023年; 在全球变暖背景下,精细评估南极冰盖物质平衡可以深入探索南极冰盖变化对海平面上升的影响。基于最新的多源遥感冰盖产品,本文改进了通量法(IOM)在触地线处冰通量的评估方法,并逐年逐流域评估了2005年—2016年南极冰盖物质平衡及变化,探讨了其变化的动力学和气候学原因。本文实现了触地线处冰通量的精细评估,与国际同期结果比较此方法结果更合理;同时,对比结果显示细微的数据差异和方法差异会造成IOM法物质平衡估算结果的明显差异。2005年—2016年期间,南极年冰盖物质平衡基本处于物质流失状态,年均物质损耗量为109.1±34.9 Gt/a,年际间波动为±84.1 Gt/a。南极冰盖物质损耗由西南极主导,占总物质损耗量的65.1%;东南极整体处于正平衡状态,但威尔克斯地流域存在明显的物质损耗;南极半岛地区在零平衡状态下波动;岛屿冰通量首次被单独评估,处于负物质平衡状态。冰盖物质平衡变化从整体来看是由表面物质平衡主导的,受年际变化的气候学因素影响;从小尺度范围来看,冰架变薄、冰川崩解导致的触地线处冰通量的动力学变化影响了部分物质损耗严重区域的物质平衡变化,使其在崩解事件发生的年份流失的冰物质量增加。; 林依静于志同刘岩程晓沈强沈强; 关键词：南极冰盖

联合多源遥感数据的南极冰盖变化应用研究: 2023年; 南极冰盖高程的长期变化是全球气候变化的重要组成部分。联合多源雷达测高任务是目前研究南极冰盖高程变化的有效手段。当前不同测高任务间的任务间偏差极大地影响了所估算的冰盖高程变化的精度。基于这一挑战,结合数学中的最小二乘原理,提出了一种新的多雷达测高任务冰盖变化解算模型(New Plain Fitting,简称NPF),并基于此模型估算出2002—2019年南极冰盖高程变化的时空分布变化特征。结果表明,在2002—2019年,整个南极冰盖的体积在持续融化,平均变化率为-80±8.6 km^(3)/yr。南极西部冰盖体积融化更是极为迅速,平均变化率为-142±4.31 km^(3)/yr。特别是在南极洲西部的阿蒙森海沿岸,冰盖的体积融化速度达到极值,其阿蒙森海沿岸冰盖的平均体积变化率为-119±2.04 km^(3)/yr。; 杨全明杨全明白洪伟

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