作者:汪汉胜等 来源:《自然—地球科学》 发布时间:2012-12-3 16:09:01
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研究发现卫星探测古冰盖地区水储量变化新方法

 
在北美、北欧等古冰盖地区,受冰后回弹因素影响,即使是有着“太空慧眼”之称的GRACE重力卫星,在探测地下水资源变化时也显得“无能为力”。目前,这一僵局终于被中国科学家打破。
 
来自中科院测量与地球物理研究所的汪汉胜研究员及其团队,在国家杰出青年科学基金等项目资助下,与加拿大、瑞典科学家合作,利用GRACE卫星联合GPS观测网络,成功分离出北美、北欧地区近十年水储量的变化趋势。
 
该研究成果于12月2日在《自然—地球科学》(Nature Geoscience)上发表,并被选为研究亮点,同时入选该杂志与同期《自然—气候变化》的共同网络焦点—“水资源利用”。
 
汪汉胜介绍说,在末次冰期,北美、北欧地区发育着巨厚的冰盖,巨大的大陆冰川在距今约6000年前已消融,但由于地球内部的滞弹性结构,固体地球继续回弹以响应冰川的消退。
 
“这一地球动力学过程,严重影响GRACE卫星探测该地区的陆地水量变化趋势。”汪汉胜解释说,GRACE卫星发射十多年来,对监测全球环境变化尤其是水资源变化发挥了重要作用,唯独在这个区域,卫星探测到的信号既包括陆地水量变化,也包括了巨大的冰后回弹信号。
 
如何有效排除冰后回弹的影响,得到准确的水量变化数据一直困扰着学术界。在此之前,传统方法只能对卫星测量观测进行冰川均衡调整(GIA)模型的改正,但其结果由于模型的误差,具有相当大的不确定性。
 
而该论文提出通过GRACE卫星联合GPS观测网络的途径,不依赖模型,恰好克服了传统方法的弊端。基于此,研究发现在北美中部和斯堪的纳维亚南部,过去10年陆地水量呈现增加趋势。其中,最大的水量增加出现在加拿大萨斯喀彻温省,反映了加拿大草原自1999年到2005年发生极端干旱后的水量恢复过程。
 
“该结果与验潮站、井中水位观测的数据相吻合,且倾向于支持欧洲的WGHM水文模型。” 汪汉胜认为,更为重要的是,这里发现显著陆地水量上升,意味着冰融水和降水流进海洋的量减少,因此,如果用海平面上升评估全球变化,则会低估全球变暖的响应。
 
据介绍,该研究结果有利于了解当前知之甚少的区域水储量变化趋势,对理解地球系统质量变化和迁移,特别是对于全球水循环及其与大气圈、水圈和海洋的交换过程,具有重要创新性贡献,也对水资源利用和海平面上升等研究具有重要意义。(来源:科学网 鲁伟 程方升)
 
 
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