南極內陸冰蓋表面地貌特征監(jiān)測系統(tǒng)設計與應用研究.pdf

1、本課題是“國家自然科學基金項目”（編號41176080）和國家海洋局“南北極環(huán)境綜合考察與評估”專項（編號CHINARE2015-02-02）資助下針對南極內陸冰蓋表面地貌特征進行監(jiān)測的一項應用研究。
　　全球變暖已成為為人類日益關注的問題，國內外氣候專家已經將研究的熱點逐漸轉移至南極冰蓋表面物質平衡狀況以及其對海平面變化的影響。眾所周知，南極冰蓋中存儲的淡水資源大約占全球總淡水量的70％。研究南極冰蓋物質的平衡狀況對于研究大氣水

2、循環(huán)、大氣熱動力循環(huán)以及海平面的變化具有重大的參考價值。南極冰蓋在每年都會出現(xiàn)不同程度的降雪，降雪后由于消融和風蝕的作用會形成大小不一的無規(guī)則的雪壟或雪丘，這些形成的雪丘和雪壟一方面對南極冰蓋表面物質平衡的研究有極大參考意義，另一方面對南極科考隊的精密儀器和重要物資的運輸造成嚴重影響，所以對南極內陸冰蓋表面地貌特征的研究具有十分重要的意義。南極內陸冰蓋表面物質平衡的研究與其表面特征息息相關，南極內陸冰蓋表面的特征與冰蓋表面年際降雪量、冰

3、蓋表面風速有關，冰蓋表面地貌特征主要包括雪面粗糙度、積雪層厚度，這些特征對研究南極冰蓋表面地貌具有重要的參考價值。
　　目前，國內外關于冰蓋物質平衡的監(jiān)測方法有很多，衛(wèi)星遙感技術主要應用于獲取大空間尺度上的物質平衡信息，如整個南極洲表面物質平衡信息，但通過此方法會產生較多的誤差因素。并且僅僅依靠衛(wèi)星遙感技術獲取冰蓋表面物質平衡信息的結果并不十分精確。因此實地測量的數(shù)據(jù)不可或缺。如花桿法、雪層物理/化學層位法、超聲高度計法等方法是進

4、行南極冰蓋表面物質平衡信息實地測量常用方法。但這些技術手段都有其不足之處，比如采集數(shù)據(jù)可靠性差、精度不高、勞動強度大和無法連續(xù)監(jiān)測等。本文在分析了國內外冰蓋表面特征監(jiān)測的現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點的基礎上，針對南極內陸的實際現(xiàn)場環(huán)境，提出了車載自動化監(jiān)測冰蓋表面雪面特征的方法，并進行了監(jiān)測系統(tǒng)的設計與數(shù)據(jù)分析；該系統(tǒng)包括以三軸振動傳感器監(jiān)測雪地車顛簸幅度及傾斜角度來及時調整雪橇車的行進速度及行進姿態(tài)，以GPS模塊監(jiān)測車輛行進方位及距離，以激光測距傳