南极冰川现今质量变化的空间大地测量综合研究

南极地区冰川质量变化已成为反映地球系统中海洋－大气－冰川－固体地球之间相互复杂作用的一个重要表征，是研究全球变化不可或缺的重要内容。为了能更好的理解现今海平面变化，有必要对目前的南极陆地冰水质量变化做更深入的了解，并且对现在的冰质量平衡进行量化。本项目综合利用GRACE重力卫星、ICESat激光测高卫星等观测资料，研究南极现今冰川质量季节变化和变化趋势以及冰后回升效应。通过多种空间滤波、"去条纹"分析等方法的对比研究，有效提高GRACE卫星观测的空间分辨率和冰川质量变化观测的信噪比，并结合ICESat卫星观测资料，采用迭代技术和地面检核方法有效分离南极区域冰川质量长期变化和冰后回升效应的影响，同时给出南极区域冰川质量变化的时空特征。本项目研究的开展不仅是大地测量学的需求，同时也将为冰川学、水文学和海洋学的相关科学问题的研究提供重要的信息资源。

完成情况. 本基金课题“南极冰川现今质量变化的空间大地测量综合研究”按计划完成主要研究任务，发表标注SCI论文4篇，参与“卫星重力反演的关键技术和科学应用”和“综合空间测量技术研究极地冰雪变化以及应用分析软件平台”分别获得2012年、2010年度中国测绘科技进步一等奖。..主要进展.1）自GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力卫星2002年发射以来，利用时变重力场变化信息反演全球最大的陆地区域（格林兰、南极地区）的冰川消融速率取得了极大的进展。 目前的结果显示，格林兰地区的冰川消融速率的结果较为一致，为每年180-200GT，然而确定南极地区冰川消融速率结果的不确定性较大，为每年70-140GT。本课题综合利用GRACE重力卫星和ICESat激光测高卫星的观测资料，研究结果得到了南极近十年冰川融化一个合理的变化速率，南极大陆冰盖整体平均质量变化趋势约为-82～-73Gt/yr，属于结果偏小的一个研究阵营。.2）利用卫星测高、GRACE卫星重力和海洋实测与模式资料,探讨了海水比容变化和海水质量变化对中国南海海平面季节和年际尺度变化的影响。结果显示南海平均海平面变化表现出明显的年际变化特征, 且主要为比容海平面变化的贡献. 卫星测高结果表明,1993~2009 年的南海平均海平面变化为(5.5±0.7) mm/a, 明显高于同期全球平均海平面变化趋势(3.3±0.4) mm/a. GRACE 卫星观测到的海水质量变化没有表现出明显的趋势信号, 这说明南海整体上与周边海域或陆地水的水循环趋势是平衡的。.3）利用GRACE卫星重力资料研究了亚马逊流域2002—2010年的陆地水变化，并与水文模式和降雨资料进行了比较分析．在年际尺度上，研究结果表明：2002—2003年和2005年，亚马逊流域发生明显的干旱现象；2007年至2009年，陆地水呈逐年增加的趋势。此外，本课题采用的尺度因子的方法有效地降低了GRACE 后处理误差的影响。