我国科学家南极固定冰研究取得突破

——首次生成高分辨率长时间序列固定冰图

信息来源:中国自然资源报网 作者:赵 宁 发布时间:2020-04-02

近日,中山大学测绘学院极地遥感团队博士后李新情与国内外科研人员在国际遥感领域顶级期刊《环境遥感》上合作发表论文,详细介绍了基于高分辨率合成孔径雷达影像获取的环南极时间序列固定冰数据集,南极固定冰的时空分布和变化特征,以及固定冰与冰山相互作用等。这是我国科学家首次实现对南极固定冰边缘的自动获取,并生成全南极高分辨率、长时间序列固定冰数据集。

“固定冰是指附着于海岸、近岸岛屿、冰架前端或接地冰山等地物上的海冰,是南极海冰的重要类型和重要组成部分,它是气候变化的‘指示剂’,它的变化能够反映出局地大气、海洋系统的变化。”中山大学测绘科学与技术学院教授程晓说,“准确的固定冰数据可以提高南极近岸区域海-冰-气热交换的评估精度,为近岸冰间湖的形成和发展、冰架稳定性以及生态系统的研究提供重要的数据支持。”

程晓介绍,受南极特殊地理位置和恶劣环境的限制,卫星遥感是当前对南极固定冰进行大范围观测的唯一有效手段。光学遥感通常受云和极夜的影响,无法形成连续的观测,而微波辐射计数据的空间分辨率较低,无法满足公里尺度的固定冰的观测。合成孔径雷达具有分辨率高、不受光照条件限制的优势,因此作为本研究的主要数据源。科研团队在研究中采用了一种改进的算法,首次实现了对南极固定冰边缘的自动获取,生产了全南极高分辨率、长时间序列固定冰数据集。

研究团队基于该数据集对全南极和区域上固定冰的时空分布和变化特征进行了详细的分析,同时对南极近岸大型冰山接地和运动对固定冰分布和形成的影响进行了分析。结果表明,大型冰山接地后会阻碍海冰的运动,导致海冰的堆积,使得原本不存在固定冰的区域形成固定冰,而冰山漂离后固定冰区消失,这会导致南极沿岸区域性的环境在短时间内发生剧烈变化;另一方面,冰山对固定冰的锚定存在一定的作用距离,当冰山与海岸之间距离在一定范围内,在冰山和海岸的共同锚定作用下两者之间可以形成连续的固定冰冰桥,而当距离超过一定范围后这种共同作用消失,固定冰范围也会急剧减小。