罗斯海陆架位于全球最大冰架——罗斯冰架与南太平洋之间,有着南极最为活跃的冰川-海洋相互作用、冰川地质作用和海底构造岩浆活动,对其进行冰川-海洋-海底多圈层相互作用的多学科探测研究可为南极,乃至全球气候环境变化历史及其趋势的模拟研究提供有力的支持。本文围绕罗斯海冰盖历史和罗斯冰架现状,分析总结了相关方面的探测研究现状和认识:(1)已有科学计划开展了陆架裂谷构造、火山岩浆活动和天然气水合物分布以及冰盖及冰架进退历史的探测研究,但冰川进退与海底构造活动之间关系还鲜有研究;(2)陆架沉积层序、向外生长、内倾超深和三大冰蚀槽显示了强大的冰川地质作用,但这种地形地貌的重塑作用模式还没有构建,尤其是冰盖接地线控制陆架生长的机理有待解剖;(3)在陆架和海槽两个不同尺度上,模拟显示存在西部冰融水净输出、东部绕极流暖水净输入的特点,但这种流系的时空分布规律及其与冰架不稳定性之间的关系缺少观测研究;(4)已有冰架上地震仪和近岸水听器监测显示,来自太平洋方向的地震、火山、海啸和风暴的机械作用不利于罗斯冰架的稳定性,但缺乏展示动力传递和衰减规律的沿冰蚀槽、乃至陆架范围的声景监测。为此,建议布设地学和海洋学综合观...
罗斯海陆架位于全球最大冰架——罗斯冰架与南太平洋之间,有着南极最为活跃的冰川-海洋相互作用、冰川地质作用和海底构造岩浆活动,对其进行冰川-海洋-海底多圈层相互作用的多学科探测研究可为南极,乃至全球气候环境变化历史及其趋势的模拟研究提供有力的支持。本文围绕罗斯海冰盖历史和罗斯冰架现状,分析总结了相关方面的探测研究现状和认识:(1)已有科学计划开展了陆架裂谷构造、火山岩浆活动和天然气水合物分布以及冰盖及冰架进退历史的探测研究,但冰川进退与海底构造活动之间关系还鲜有研究;(2)陆架沉积层序、向外生长、内倾超深和三大冰蚀槽显示了强大的冰川地质作用,但这种地形地貌的重塑作用模式还没有构建,尤其是冰盖接地线控制陆架生长的机理有待解剖;(3)在陆架和海槽两个不同尺度上,模拟显示存在西部冰融水净输出、东部绕极流暖水净输入的特点,但这种流系的时空分布规律及其与冰架不稳定性之间的关系缺少观测研究;(4)已有冰架上地震仪和近岸水听器监测显示,来自太平洋方向的地震、火山、海啸和风暴的机械作用不利于罗斯冰架的稳定性,但缺乏展示动力传递和衰减规律的沿冰蚀槽、乃至陆架范围的声景监测。为此,建议布设地学和海洋学综合观...
冰架崩解对南极质量损失和动力过程有着直接影响，因此研究其变化的空间特征、环境条件和受控因子尤为重要。基于机器学习算法和冰盖动力模式，利用2005—2020年南极冰架崩解遥感数据、冰架表面裂隙数据、冰架支撑值、南极冰架损伤空间分布数据以及表面融化数据，结合机器学习二元分类算法，分析了18种影响冰架动力过程的特征要素的重要性，并测算7种不同机器学习算法的准确性。结果表明，随机森林算法在冰架崩解事件的二元分类中具备最高准确率，其中，冰架表面流速和冰架表面融水对冰架崩解具有较高的影响，表明利用冰架自身动力性质和外部环境影响因子进行冰架崩解的预测具有一定的可行性。后续需进一步耦合动力模式和机器学习算法，并构建相应的数值模式体系，来刻画更高时空分辨率的冰架崩解事件强度和范围。
冰架崩解对南极质量损失和动力过程有着直接影响，因此研究其变化的空间特征、环境条件和受控因子尤为重要。基于机器学习算法和冰盖动力模式，利用2005—2020年南极冰架崩解遥感数据、冰架表面裂隙数据、冰架支撑值、南极冰架损伤空间分布数据以及表面融化数据，结合机器学习二元分类算法，分析了18种影响冰架动力过程的特征要素的重要性，并测算7种不同机器学习算法的准确性。结果表明，随机森林算法在冰架崩解事件的二元分类中具备最高准确率，其中，冰架表面流速和冰架表面融水对冰架崩解具有较高的影响，表明利用冰架自身动力性质和外部环境影响因子进行冰架崩解的预测具有一定的可行性。后续需进一步耦合动力模式和机器学习算法，并构建相应的数值模式体系，来刻画更高时空分辨率的冰架崩解事件强度和范围。
针对传统的花杆测量法、GPS实测法在南极冰架高程变化监测上的覆盖范围小、操作难度大和安全成本高以及基于SAR差分干涉冰雪表面高程测量易失相干等问题。基于亚米级卫星激光测高数据ICESat/GLAS与ICESat-2/ATLAS重叠点法和克里金插值法，对Amery冰架近15年高程变化进行监测。为了纵向比较，本文以2003～2018年、2004～2019年和2005～2020年3组15年周期数据进行高程变化监测。实验结果表明：在近15年里Amery冰架冰雪物质积累区域大于减少区域，高程变化主要分布在0～±2 m之间，在冰架与大洋接壤区域高程显著升高近40 m。从3组数据纵向对比分析发现，Amery冰架中部区域高程变化相对稳定，边缘区域受接壤冰盖影响年际波动相对较大。
针对传统的花杆测量法、GPS实测法在南极冰架高程变化监测上的覆盖范围小、操作难度大和安全成本高以及基于SAR差分干涉冰雪表面高程测量易失相干等问题。基于亚米级卫星激光测高数据ICESat/GLAS与ICESat-2/ATLAS重叠点法和克里金插值法，对Amery冰架近15年高程变化进行监测。为了纵向比较，本文以2003～2018年、2004～2019年和2005～2020年3组15年周期数据进行高程变化监测。实验结果表明：在近15年里Amery冰架冰雪物质积累区域大于减少区域，高程变化主要分布在0～±2 m之间，在冰架与大洋接壤区域高程显著升高近40 m。从3组数据纵向对比分析发现，Amery冰架中部区域高程变化相对稳定，边缘区域受接壤冰盖影响年际波动相对较大。
冰架是南极冰盖物质损失的主要出口。南极冰架动态变化和物质平衡的研究对揭示南极地区的气候变化具有重要的参考价值。本文从表面融化、冰流速、前缘崩解、底部融化和物质平衡五个方面入手，对近些年来南极冰架变化监测的研究进展进行梳理和归纳总结，综述了它们的观测方法、观测结果、机制分析及当前面临的问题。极地观测卫星和现场观测网络的发展、冰架多维度综合分析及数值模拟研究的推进，将有助于进一步揭示冰架变化因子之间的耦合作用及其演变机制，为全球增温影响南极冰盖/冰架的物理机制研究及其变化预测提供重要依据。
冰架是南极冰盖物质损失的主要出口。南极冰架动态变化和物质平衡的研究对揭示南极地区的气候变化具有重要的参考价值。本文从表面融化、冰流速、前缘崩解、底部融化和物质平衡五个方面入手，对近些年来南极冰架变化监测的研究进展进行梳理和归纳总结，综述了它们的观测方法、观测结果、机制分析及当前面临的问题。极地观测卫星和现场观测网络的发展、冰架多维度综合分析及数值模拟研究的推进，将有助于进一步揭示冰架变化因子之间的耦合作用及其演变机制，为全球增温影响南极冰盖/冰架的物理机制研究及其变化预测提供重要依据。
南极冰下湖和冰下水系的广泛发育,不仅可以改变冰盖基底环境,影响底部滑动过程,冰下水系的排水活动还可以淡化海水,降低临近的洋流深部温度,是影响冰盖稳定性及其对全球海平面和气候变化贡献的因素之一。因此,开展南极冰下水文及其对南极冰盖动力学、南极冰下地貌演化进程和南极冰盖-海洋相互作用的影响研究具有极其重要的意义。冰下水文系统是包括冰盖、冰下水、冰下湖泊、沉积物、基岩、地下水、水流通道和海洋在内的复杂的相互作用的集合。当前可利用卫星测高仪和其他先进的地球物理方法(如无线电回波探测技术、地震技术、磁法勘探技术)来观测和研究南极冰下水系,另外,通过数值模拟可以更好地解释冰下水的形成、活动和排泄以及陆地水-海洋的交互作用。本文依次综述了南极冰下湖、南极冰下水文系统与模拟以及冰下水文与冰架及海洋系统相互作用的研究进展,并给出了未来南极冰下水文系统研究的重点方向。
南极冰下湖和冰下水系的广泛发育,不仅可以改变冰盖基底环境,影响底部滑动过程,冰下水系的排水活动还可以淡化海水,降低临近的洋流深部温度,是影响冰盖稳定性及其对全球海平面和气候变化贡献的因素之一。因此,开展南极冰下水文及其对南极冰盖动力学、南极冰下地貌演化进程和南极冰盖-海洋相互作用的影响研究具有极其重要的意义。冰下水文系统是包括冰盖、冰下水、冰下湖泊、沉积物、基岩、地下水、水流通道和海洋在内的复杂的相互作用的集合。当前可利用卫星测高仪和其他先进的地球物理方法(如无线电回波探测技术、地震技术、磁法勘探技术)来观测和研究南极冰下水系,另外,通过数值模拟可以更好地解释冰下水的形成、活动和排泄以及陆地水-海洋的交互作用。本文依次综述了南极冰下湖、南极冰下水文系统与模拟以及冰下水文与冰架及海洋系统相互作用的研究进展,并给出了未来南极冰下水文系统研究的重点方向。