东南极Lambert冰川盆地物质平衡与Amery冰架底部通量研究

论文摘要

本文的研究区域为东南极Lambert冰川盆地与Amery冰架,通常二者合称为Lambert冰川-Amery冰架系统,约占整个东南极冰盖的16%,是南极洲最大的冰流系统之一。系统内的所有冰流汇入Amery冰架,从不到200km的狭窄冰架前缘排出。Lambert冰川盆地的物质平衡与Amery冰架底部通量对于研究南极冰盖对海平面的影响以及冰架与海洋相互作用都具有十分重要的意义。针对Lambert冰川盆地与Amery冰架这一国际研究热点区域,本文展开了以下工作:首先,利用克里格插值法,建立基于ICESat激光高度计数据的Amery冰架高精度DEM。其次,通过定量分析Lambert冰川盆地的表面物质积累量和着地线上的冰通量来估算该盆地的物质平衡状态,以减小南极冰盖物质平衡估算中的不确定性;再次,根据上述DEM,结合MAMM InSAR流速数据等,计算Amery冰架底部海洋冰的厚度,底部消融与冻结速率及其空间分布。得出了以下一些主要结论:1. Lambert冰川盆地着地线上的冰通量为88.9±8.9 Gt ? a -1,该盆地的表面物质积累率为84.8±4.2 Gt ? a -1。说明其接近物质平衡状态,略成负平衡,物质损失量为4.2±9.8 Gt ? a -1。其中盆地的东部为正物质平衡（ 0.9±2.3 Gt ? a -1 ）,中、西部为负物质平衡（分别为-2.6±7.9 Gt ? a -1与-2.4±2.8 Gt ? a -1）。2. Amery冰架底部的海洋冰主要位于其西北部,海洋冰平均厚度为90.4m,最厚处达230m,面积为2.64×104 km2,体积为2.38×103 km3,约占Amery冰架总体积的5.6%。海洋冰的分布与模拟Amery冰架下三维海洋环流得出冰层增长区的位置十分一致。海洋冰最厚的地方位于沿着冰流方向的两个经向带上。3.得出Amery冰架底部融化和冻结速率的具体空间分布图。整个消融区的面积约3.44×104 km2,靠近南端着地线处融化速率最大,高达25.0±0.4 m a-1,但沿下游方向消融率快速减小。并在冰架最南端着地线以北约280 km过渡为冻结,冻结区的冻结速率为0.6±0.1～2.4±0.4 m a-1,冻结区的面积约为2.64×104 km2,主要位于Amery冰架的西北部,总计Amery冰架底部的总消融量为62.4±9.4 Gt a-1,底部再冻结的海洋冰总量为15.3±2.3 Gt a-1,净物质损失量为47.1±7.1 Gt a-1。整个冰架的平均消融率为0.75 m a-1。

论文目录

• 摘要
• ABSTARCT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 Lambert 冰川盆地物质平衡的研究现状
• 1.2.2 Amery 冰架底部通量的研究现状
• 1.3 现阶段存在的问题
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 内容安排
• 1.4.3 技术路线
• 第2章 研究区域与数据集
• 2.1 研究区域
• 2.2 数据集
• 第3章 基于ICESat 激光高度计数据的Amery 冰架DEM 的构建
• 3.1 概述
• 3.1.1 DEM
• 3.1.2 ICESat 激光高度计
• 3.2 ICESat 激光高度计数据预处理
• 3.2.1 数据
• 3.2.2 数据预处理
• 3.3 克里格插值法
• 3.4 结果
• 第4章 Lambert 冰川盆地的物质平衡研究
• 4.1 量算物质平衡的方法
• 4.2 输入通量的计算
• 4.3 输出通量的计算
• 4.4 物质平衡状态
• 4.4.1 平衡通量
• 4.4.2 Lambert 冰川盆地的物质平衡状态
• 4.4.3 三个亚区的平衡状态
• 4.4.4 讨论
• 第5章 Amery 冰架下海洋冰分布研究
• 5.1 海洋冰的形成
• 5.2 海洋冰层厚度的推算
• 5.2.1 数据
• 5.2.2 方法
• 5.3 结果与讨论
• 第6章 Amery 冰架底部消融与冻结速率的空间分布
• 6.1 概述
• 6.2 Amery 冰架底部消融与冻结速率的计算
• 6.2.1 数据
• 6.2.2 方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 结果
• 6.3.2 讨论
• 第7章 结论与展望
• 7.1 主要工作
• 7.2 主要结论
• 7.3 创新之处
• 7.4 需进一步解决的问题
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文和参与的科研项目
• 致谢