东南极Lambert冰川盆地上游物质平衡的时空变化研究

论文摘要

南极冰盖物质平衡对全球海平面变化有重要影响,是极地研究的热点和优先研究领域。东南极Lambert冰川流域是南极洲最大冰流系统之一,其内陆着地冰区——Lambert冰川盆地在整个南极冰盖物质平衡中占有重要地位。本文首次综合分量法和整体法,结合ICESat、南极DEM、Vaughan和Giovinetto等编撰的积累率、前人得出的冰通量及Davis dH/dt数据,以小流域为单元,依托GIS技术,展开东南极Lambert冰川盆地上游物质平衡的时空变化研究。主要研究内容及结论包括:（1）通过将ICESat激光高度计数据与南极4个DEM比较,选取Bamber-DEM划分小流域。将研究区域共划分为17个小流域,计算得出整个研究区域面积约941989.0㎞2;（2）分量法量算小流域物质平衡量,再转为冰面高程变化值（dH/dt）。整个上游区域的物质平衡量为5.4±6.4 Gt a-1;dH/dt为16.2±19.6 mm a-1。（3）整体法量算小流域dH/dt,再转为物质平衡量。1992-2003年,整个上游区域dH/dt为25.6±3.7 mm a-1;物质平衡量为8.2±1.2 Gt a-1。（4）分量法与整体法的量算结果存在较小差异。物质平衡量相差2.8±6.5 Gt a-1, dH/dt相差9.4±19.9mm a-1。（5）整个研究区域为物质正平衡状态,但存在空间差异。分量法结果显示小流域1、2、9、10、14、15、16为物质负平衡,可分为三个区域,总物质平衡量为- 4.51±0.99Gt a-1;而其他小流域为物质正平衡,也可分为三个区域,物质平衡量为10.2±1.3Gt a-1。整体法结果显示17个小流域都为物质正平衡,物质平衡量为8.2±1.2Gt a-1;其中小流域15的物质平衡量最大,1.24±0.19 Gt a-1,小流域3最小,0.06±0.009Gt a-1。（6）近些年整个研究区域的冰面高程在上升。分量法结果显示整个上游dH/dt为16.2±19.6 mm a-1。整体法结果为从1992-2003年,整个上游dH/dt为25.6±3.7 mm a-1。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 南极冰盖物质平衡研究现状
• 1.2.2 Lambert 冰川流域物质平衡研究现状
• 1.2.3 主要问题与不足
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究区域概况
• 1.5 技术路线
• 第二章 数据集
• 2.1 ICESat 数据
• 2.2 南极DEM 数据
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 数据集
• 2.3 冰盖表面积累率数据
• 2.3.1 Vaughan 积累率数据
• 2.3.2 Giovinetto 积累率数据
• 2.4 冰通量数据
• 2.4.1 概述
• 2.4.2 数据集
• 2.5 Davis dH/dt 数据
• 第三章 基于 ArcGIS 划分 Lambert 冰川盆地上游的小流域
• 3.1 构建Lambert 冰川盆地上游DEM
• 3.1.1 数据及预处理
• 3.1.2 构建DEM 的方法
• 3.1.3 结果
• 3.2 选择划分小流域的DEM
• 3.2.1 方法
• 3.2.2 结果
• 3.3 划分小流域
• 3.3.1 数据及预处理
• 3.3.2 划分方法
• 3.3.3 结果与讨论
• 第四章 Lambert 冰川盆地上游的物质平衡研究
• 4.1 物质平衡基本概念与量算方法
• 4.1.1 物质平衡基本概念
• 4.1.2 物质平衡量算方法
• 4.2 “分量法”量算物质平衡
• 4.2.1 数据及预处理
• 4.2.2 量算物质平衡分量
• 4.2.3 量算物质平衡量
• 4.2.4 推算dH/dt
• 4.2.5 误差分析
• 4.2.6 确定物质平衡状态
• 4.3 “整体法”量算物质平衡
• 4.3.1 数据及预处理
• 4.3.2 量算dH/dt
• 4.3.3 推算物质平衡量
• 4.3.4 误差分析
• 4.3.5 确定物质平衡状态
• 4.4 分量法与整体法计算结果对比分析
• 4.4.1 比较物质平衡
• 4.4.2 比较dH/dt
• 4.4.3 讨论
• 4.5 Lambert 冰川盆地上游物质平衡的时空变化特征
• 4.5.1 空间变化特征
• 4.5.2 时间变化特征
• 4.5.3 讨论
• 第五章 主要结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢