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国家重点研发计划项目“冰冻圈和极地环境变化关键参数观测与反演”启动

来源:新闻中心  发表时间:10/19/2017 阅读次数:476

      日前,国家重点研发计划“冰冻圈和极地环境变化关键参数观测与反演”项目启动会召开,来自同济大学、武汉大学、中国科学院青藏高原研究所、中国科学院测量与地球物理研究所、国家海洋局第一海洋研究所、中铁第一勘察设计院集团有限公司的课题组成员数十人参加启动会。我校副校长顾祥林,项目专家许厚泽院士、龚健雅院士等分别致辞。
      冰冻圈是指地球表层连续分布并具有一定厚度的负温圈层,亦称冰雪圈、冰圈或冷圈。像地球南北极和我国青藏高原、天山、祁连山冰川等。课题负责人李荣兴介绍,冰冻圈是气候系统多圈层相互作用的核心纽带和关键因素之一,冰冻圈和极地环境变化的关键参数是开展全球变化机理、影响和模拟研究的基础数据。
      李荣兴说,全球气候近年来变暖趋势明显,剧烈气候频出,而极地及冰冻圈的永久冰层加速融化则进一步加剧了这种波动。要有效应对这些剧烈变化,首要问题就是要解决观测不足,特别是要尽可能详尽地掌握冰冻圈在时间、空间等各方面的数据,唯有如此方可分析摸清气候变化的历史,预测将来的趋势。但是,由于这方面的资料的空缺,我们对全球变化复杂和突变关键过程科学认识存在明显不足,预测力的受限导致全球变化趋势预测结果的不确定性。
      李荣兴介绍,这一项目研究目标首先是要构建覆盖陆地、海洋和极地等不同类型区域的地、空和天基观测体系,实现对冰冻圈和极地关键要素的动态监测。根据卫星、观测站、无人机等手段获得基本数据后,研发我国具有自主知识产权的冰冻圈和极地全要素(冻土、海冰、季节性积雪、冰川、冰盖、冰冻圈反照率等)数据产品集系列,检验其模式支撑能力,以降低全球变化预测的不确定性。他说,研究将重点展示数据产品对跨极、跨区域关键变化过程和耦合响应机制的支撑作用,力求产出若干原创性成果。
      地球三极(南北极、青藏高原)具有潜在联系和耦合响应机制。李荣兴说,我们将集成国内外新型卫星(资源三号、TanDEM-X 、Cryosat-2、GRACE 等)、机载(Icebridge、雪鹰6 号、高原无人机等)和地面观测设施资料,优化跨区域观测途径,进行国内外科考(青藏铁路工程级冻土观测序列、CHINARE、ANARE 数据集等)和遥感多源数据融合,填补关键要素和区域空白(如60 年代历史卫星影像和反演参数等),发展多源数据同化和关键参数反演新方法(动态视差冰流速分解、InSAR冻土活动层反演、土壤冻融状态双指标算法),实现境内外真实性检验,实现冰冻圈和极地环境变化关键参数的动态监测。在此基础上,构建起地、空和天基的全球观测体系,快速准确提取重要参数和关键过程特征,研发出冰冻圈和极地变化6类19项全要素数据产品集系列,其中包括“一带一路”中巴经济走廊冰冻圈产品、南北极航道设计支撑数据产品、首幅南北极冰盖1960-1980 年冰流速图等。根据这些参数,我们将检验模式预测的支撑能力,降低其不确定性。通过全球海-气模式系统检验数据产品对模式的支撑能力;设计和实施产品对全球变化重大问题研究的科学应用。
      李荣兴带领的课题团队开展的是“极地冰盖关键参数监测、反演与数据产品研制”。团队联合武汉大学及国家海洋局第一海洋研究所,将展开极地冰盖关键参数关键监测、反演与数据产品研发。该课题设置了多源数据融合和校准技术,南北极冰盖变化关键过程研究及产品研发,长序列多卫星冰川流速监测及产品研发,南北极冰川变化监测及产品研发,南北极反照率监测和产品研发,南北极冰盖范围、高程变化监测及产品研发,数据产品在数值模式中的应用研究等7个子课题。
      整个项目团队将优化冰下变化探测技术,结合极地考察、固定翼飞机和卫星测高等数据,反演南极冰层冰下湖网系统形态特性、构建质量迁移活动和冰盖不稳定性及其分布模型。利用这些手段研制的整套数据产品将是我国首套覆盖全球的新一代高时空连续冰冻圈和极地环境变化关键参数 (冻土、冰川分布、物质平衡、季节性积雪、海冰、反照率等)数据产品库群;将成为国际上前列的全球变化数据产品系列之一;16 项数据产品具有自主知识产权,其余3 项为再分析、再评估产品;其中以下产品将填补国内外空白:基于国产卫星和60 年代早期卫星数据的南北极冰流速图,基于地基与InSAR遥感数据融合的北半球典型区域冻土活动层厚度反演产品,高精度、多参数、地-空检校的多年/季节冻土时空分布和演变图,全球山地冰川物质平衡、流速场高时空分辨率产品等。
      李荣兴表示,随着研究的展开,将会实现南极、格陵兰典型敏感区域冰冻圈关键参数的动态监测;南北极冰盖变化的关键过程,不稳定性关键参数及极地冰盖对海平面的影响等影响全球气候变化机制等将会清晰起来。
      “届时,我们将会构建成冰冻圈和极地全要素(冻土、冰川分布、物质平衡、季节性积雪、海冰、反照率等)动态观测体系,实现对冰冻圈和极地关键要素(冻土、冰川分布、物质平衡、季节性积雪、海冰、反照率等)动态观测。”李荣兴说,将提高我国在冰冻圈和极地多循环作用、耦合响应机制的研究实力,对多循环作用、耦合响应机制的把握将为应对全球变化挑战提供强有力的科学分析工具,在部分领域从跟跑提高到并跑或领跑位置。

  由同济大学设计研发、中国极地研究中心实施安装的我国南极卫星地面反射器,精密观测南极冰流速并进行卫星-地面观测检验


 
 

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