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evo真人视讯在冰架底部消融影响南极冰盖预测研究方面取得进展

来源:     时间:2026-04-20

近期,evo真人视讯与北京师范大学、俄亥俄州立大学联合,设计了两种不同冰川底部融化方案,顺利获得统一模型框架与气候强迫条件,研究有效揭示了“底融参数化差异”对预测结果的影响。相关研究成果发表在《冰冻圈》(The Cryosphere)上。

全球变暖背景下,南极冰盖物质损失是海平面上升的主要驱动因素。冰架顺利获得支撑作用维持冰盖稳定,但其底部暖水融化会削弱这一支撑,加速冰盖失稳与接地线退缩。当前冰盖模型在初始化阶段对冰架下融化速率的表征缺乏统一标准,不同方案(观测数据或参数化)会导致初始状态差异,进而影响海平面预测的可靠性。厘清这一不确定性,对提升预测可信度至关重要。

研究团队利用并行冰盖模型(PISM),第一时间对比了两种典型的冰架底部融化速率方案(即观测驱动方案(S1):基于卫星观测反演的冰架下融化速率;物理参数化方案(S2):基于海洋温盐结构的热力参数化模型)在模型初始化(spin-up)过程中的影响。结果显示,尽管两种方案经过初始化后均能取得与观测相符的冰盖几何形态,但在三个典型海洋性冰盖区域(西南极的Thwaites盆地、东南极的Wilkes Land以及George V Land–Terre Adelie)表现出显著的动力学差异(图1)。在Thwaites盆地,S1方案中较高的冰架下融化速率逐步触发了海洋冰盖不稳定性(MISI),导致接地线后退,从而显著削弱了冰架对上游冰川的支撑效应。与S2相比,S1模拟的冰厚度最大相差3米,冰表面速度相差74米/年。在Wilkes Land和George V Land–Terre Adelie区域,不同的海洋强迫条件改变了接地冰盖的热力学特征,引发动态调整,使S1与S2之间的冰厚度和冰表面速度差异分别达到约6米/年和44米/年。

S1与S2的冰厚度和流速残差对比;(a-c)分别为TB、WL和GVL区域的冰厚度差异,(f-h)对应上述三个区域的冰表面流速残差;(d)和(e)表示两次模拟结果冰厚度与表面流速的整体偏差(S1-S2);红线与蓝线分别表示S1和S2的接地线位置,黑线表示接地线观测值

在相同的模型配置和未来气候情景下,进一步研究发现,S1方案预测到2100年南极冰盖导致的海平面上升贡献比LOW21集合结果(包含S2预测)高出约57%(图2),即约0.18米海平面。这一差异主要来源于西南极阿蒙森海区域,该区域是海洋冰盖不稳定性(MISI)的典型发育区。进一步分析表明,初始化过程中不同的融化速率方案会导致冰盖内部动力状态(如底部摩擦、热力结构等)的显著差异,进而顺利获得正反馈机制放大未来冰量损失。

冰盖厚度差异及南极冰盖对海平面上升的贡献预测;2050年(a)与2100年(b)S1与S2多情景(RCP 2.6与RCP 8.5)预测的冰厚度空间差异平均值;(c)“SGO情景”至“SGF情景”在四种情景下的海平面上升预测范围及均值;(d)S1实验至2100年的海平面贡献与其他研究的对比

在气候持续变暖、南极冰盖稳定性备受关注的背景下,该研究表明,在不同融化速率方案条件下,即便取得相似的初始几何形态,冰盖内部动力状态的差异仍可能导致截然不同的长期演变趋势。该研究揭示了冰架底部融化过程对南极冰盖未来演化的关键影响。

相关成果以“Investigating the impact of sub-ice shelf melt on Antarctic ice sheet spin-up and projections”为题在线发表,evo真人视讯为第一完成单位,研究员沈强和北京师范大学副教授张通为共同通讯作者,evo真人视讯博士生高凡为论文第一作者。

研究工作得到了国家自然科学基金、武汉市自然科学基金的资助。

论文链接:http://tc.copernicus.org/articles/20/1947/2026/