中國科學(xué)院測量與地球物理研究所“影像大地測量與地球表面過(guò)程”學(xué)科組成員沈強副研究員，在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃課題和中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目資助下，與俄亥俄州立大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院合作，完成了2014、2015全南極迄今最高分辨率冰川流速圖，研究表明全南極繼續加速消融，并首次發(fā)現東南極威爾克斯地冰川在加速消融，從觀(guān)測上證實(shí)東南極冰蓋也存在加速消融的風(fēng)險，這一發(fā)現改變現有普遍的認知。相關(guān)論文近日在《科學(xué)報告》（Scientific Reports）在線(xiàn)發(fā)表，題目為Recent high-resolution Antarctic ice velocity maps reveal increased mass loss in Wilkes Land, East Antarctica（最近高分辨率南極冰流圖揭示東南極威爾克斯地加速消融）。
在全球不斷變暖的背景下，準確預測海平面變化尤為重要，所面臨的主要挑戰是對南極冰蓋動(dòng)態(tài)響應行為的了解嚴重不足。被巨厚冰層覆蓋的南極大陸擁有相當于全球海平面上升60米的巨大冰體，它的變化不僅控制著(zhù)全球海平面變化，同時(shí)對海洋和氣候以及人類(lèi)居住環(huán)境造成巨大的影響，甚至加快氣候周期更替的頻率，這使得南極冰蓋的變化一直以來(lái)是各國政府和社會(huì )關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)在西南極和南極半島發(fā)現的冰川物質(zhì)加速消融，進(jìn)一步加劇了南極冰蓋不穩定的風(fēng)險。連續、精確的監測南極冰蓋的動(dòng)態(tài)行為成為準確評估南極冰蓋穩定性的關(guān)鍵。但是由于南極極端惡劣的氣候，且與其他大陸相距遙遠，野外實(shí)地調查無(wú)法滿(mǎn)足監測南極冰蓋的全覆蓋、連續性的要求，所以遙感技術(shù)成為南極冰蓋研究的重要手段。
該研究團隊瞄準南極冰蓋近十年以來(lái)的物質(zhì)狀態(tài)，使用超過(guò)10,000幅Landsat 8衛星影像和衛星測高資料，創(chuàng )新數據處理方法和質(zhì)量控制技術(shù)，建立了最近全南極迄今為止最高分辨率（100 m分辨率）、時(shí)間一致性好的冰川流速分布圖，分辨率遠高于、時(shí)間一致性和覆蓋度遠也好于早前UCI (University of California, Irvine)公布的基于SAR影像的全南極冰川流速圖（500 m–1 km分辨率），分辨率也明顯高于NASA近期公布南極冰川流速圖（300 m–1 km分辨率）。這為全面系統地研究南極冰川動(dòng)態(tài)提供了可能，特別是那些正發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用的小冰川的動(dòng)態(tài)行為，冰裂隙、冰壩在南極冰蓋動(dòng)態(tài)中的作用，以及冰川運動(dòng)機制等相關(guān)研究中將發(fā)揮更大作用。該團隊還聯(lián)合了UCI發(fā)布的2008年的南極冰川流速圖，全面分析了2008–2015年南極冰流動(dòng)態(tài)和冰川物質(zhì)狀態(tài)。結果發(fā)現，整個(gè)南極冰蓋仍然在繼續加速消融，2015年物質(zhì)消融量達到230±71 Gt （1Gt = 10^9 噸），較2008年增加了54%。冰蓋消融直接貢獻了全球海平面0.6 mm的上升量，相當于6個(gè)175米水位三峽庫容（393億立方米）；西南極冰蓋仍然是最大的物質(zhì)虧損來(lái)源，但物質(zhì)消融的加速度明顯小于此前的十年（1996–2006）；最值得關(guān)注的是，與以往物質(zhì)加速消融主要發(fā)生在西南極和南極半島的普遍認知不同，該項研究首次發(fā)現東南極的威爾克斯地（Wilkes Land）存在廣泛的冰川加速，在7年期間該區域冰川物質(zhì)消融速度增加了53 ± 14 Gt/yr，溫暖的繞極洋流可能是導致加速消融的主要原因。該區域不僅存在與西南極冰蓋的一樣的不穩定的海洋性冰蓋，而且其海洋性冰蓋的總量是西南極冰蓋的5倍，冰體總量相當于引起海平面上升多達28米。因此，威爾克斯地的不穩定性風(fēng)險更加值得關(guān)注，今后也應加強對它的長(cháng)期監測和研究，對海平面的準確預測具有特別重要的意義。
論文和相關(guān)支撐材料:www.nature.com/articles/s41598-018-22765-0
