基于实测数据的南极冰盖表面物质平衡模拟与新算法建立

The accurate evaluation of Antarctic Surface Mass Balance (SMB) is one of the key challenges for the study on the response of Antarctica to global change, and on the influence on sea level change. This project will focus on this issue by collecting the in-situ measurement data (stake, snow profile, ultrasonic sounder, ground radar etc.) and modeling. The research will conduct the following investigations and analyses: 1) Establish the in-situ SMB database. 2) Using high resolution (2 km interval) in-situ SMB, meteorological and geographical data along Zhongshan Station to Dome A as base data, in-situ SMB of other Antarctic area as extension, and climate reanalysis data (NCEP, NCAR and ECMWF) and Digital Elevation Model as boundary and constraint conditions, to build up Antarctic SMB Distribution Model. 3) Improve the RAMCO2/ANT model and interpolation methods (such as Krging, Lagrange) by testing the derived parameters. 4) Calculate the present state of SMB in the Antarctica. This study will provide a precise assessment of SMB in Antarctica, as well as an evaluation of its influence on the global sea level change. Furthermore, our research will explore a new approach for the quantitive study on the SMB as an complement for previous study by remote sensing and simulation, and serve important references for the study on the response of polar ice sheet to the global change.

准确计算和评估近年来南极冰盖表面物质平衡状况，是当前深入认识南极对全球变化的响应及其对全球海平面影响的瓶颈之一。本项目拟收集花杆、雪层记录、雪深仪、冰雷达等地面实测数据，将进行以下工作：1）建立南极冰盖表面物质平衡实测数据库；2）以十年来中山站至Dome A断面高分辨率(每2 km)实测物质平衡、气象、地理等资料为基础数据，以南极冰盖其它区域实测资料为扩展，以NCEP、NCAR及ECMWF再分析资料和DEM输出参数为边界条件和约束条件，构建南极冰盖物质平衡分布模型；3）对各影响因子进行参数化，反演和改进RAMCO2/ANT模型及各传统插值方法；4）定量计算南极冰盖表面物质平衡。通过本项目研究，可以定量监测南极冰盖表面物质平衡状态，评估其在全球海平面变化中的作用，弥补相关研究中遥感或数值模拟方法的不足，探索南极物质平衡研究的新思路，并为全球变化背景下极地冰盖响应的相关研究提供重要科学依据。

南极冰盖表面物质平衡研究，是认识全球变化对南极的影响及南极对海平面影响的重要工作。本项目通过长期在中山站至Dome A断面上开展观测，收集了大量表面物质平衡、气象、表面地貌形态等资料。使用这些资料，我们详细分析了影响表面物质平衡变化时间、空间分布的各个因子；并通过统计分析发现了南极冰盖海岸至内陆的气候分带特征；使用降雪观测、气象模拟等手段获取了表面物质平衡各参量的分析结果；通过敏感性试验，改进了泛克里格方法，初步建立了表面物质平衡分布模型。本项目通过共享和合作，建立了表面物质平衡实测数据库，并使用改进后的分布模型，对南极冰盖表面物质平衡进行了计算，得到了初步结果。