青藏高原末次冰期规模的大地测量研究

青藏高原末次冰期对中国乃至整个东亚气候变化研究具有重要的科学意义，然而，由于缺乏大范围野外调查资料和对冰川遗迹认识的差异，第四纪地质学界对高原末次冰期的规模一直有争议。长期以来大地测量没有相应针对性的监测和研究，为此，本项目研究重力增加异常识别的三个可能存在冰盖的地区：利用GRACE卫星重力和合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术监测重力变化和地壳运动的长期趋势；估计和排除构造运动（均衡隆升、震间变形）、地表过程（冰雪、冻土、地下水）的影响，用获得的剩余信号指示三个区域冰盖的存在性；在推断存在冰盖的研究区，利用分离出的冰川均衡调整（GIA）信号，结合地震层析剪切波速，运用基于横向非均匀地球模型的GIA正反演方法，估计末次冰期冰盖的时空分布，反演高原地幔粘滞度，预测高原末次冰期冰盖消融对现今海平面变化的影响。本研究将以全新的视角研究高原的末次冰期规模，预期可取得重要进展。

本项目针对青藏高原末次冰期规模的巨大争议，旨在GRACE卫星重力增加指示冰盖可能存在的地区，利用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术监测地壳运动的长期趋势，排除构造运动（均衡隆升、震间变形）、地表过程（冰雪、冻土、地下水）的影响，用获得的剩余信号指示冰盖的存在性，运用基于横向非均匀地球模型的GIA正反演方法，估计末次冰期冰盖的时空分布，反演高原地幔粘滞度。..关于InSAR监测，首先采用C波段SAR数据进行尝试，结果显示数据相干性较低，2003年至2010年最大沉降累计达到-66mm，最大抬升累计达到60mm。然后尝试使用L波段SAR数据，以明显改善数据相干性，2007年至2010年最大沉降速率可达-35mm/yr，最大抬升累计达到10mm/yr。但由于研究区域范围只有70km*70km，青藏高原地势复杂，地貌类型多样，且存在大面积的多年冻土与冰川，尤其冻土受季节的影响表现出明显的冻胀融沉现象，难以判断整个大范围是否存在末次冰期的大冰盖。今后需要获取大范围的短波段SAR数据，并且深入研究缓慢形变的InSAR监测理论。..此外，提出了利用GRACE联合GPS网络分离古冰盖地区水文与冰川均衡调整信号的有效途径，在北美北欧地区发现近十年来陆地水储量变化有显著上升趋势；研究了青藏高原地壳增厚对负荷模拟和水文大地测量的影响，揭示区域真实地球模型TC1P较传统PREM更适用于负荷响应模拟和未来基于GPS径向位移的水文信号反演；用新冰川均衡调整模型，揭示了盛冰期以来东亚相对海平面的变化，分离出近千年来粤东海岸和珠江三角洲地壳垂直运动有长期隆升趋势；利用TerraSAR-X/Tandem-X SAR双站SAR干涉数据，获取了普若岗日冰原与祁连山西部冰川迄今为止最精细DEM，通过与SRTM-X DEM（2000年）比较，估算出2000-2012冰厚度变化，为青藏高原冰川物质平衡监测进行了有意义的探索。