科研动态 | 测绘科学与技术学院在南极阿蒙森海区冰架底部融化观测与机制研究方面取得进展

研究背景 

    在全球变暖的背景下，南极冰架底部受到温暖海水的不断侵蚀，其融化会加速内陆冰体流入海洋，已成为未来全球海平面上升的重要潜在因素。西南极阿蒙森海区域是南极最为活跃以及消融最快的区域，区域内冰架底部融化剧烈，但近期针对这一敏感区域的高分辨率底部融化估算缺失，对短时间尺度底部融化变化和气候因子的耦合作用缺乏深入理解。

研究内容 

    本研究首次利用高时空分辨率的ICESat-2测高数据，辅以冰流速、表面物质平衡以及粒雪空气含量等遥感数据产品，基于质量守恒原理估算出2019~2023年的阿蒙森海区六大冰架底部融化时空变化。 研究结果表明，2019 ~ 2023年间，阿蒙森海区六大冰架底部融化在空间分布和速率上存在显著差异 (图 1)，空间上整体呈现由接地线到前缘融化速率递减的规律，时间上底部融化呈逐年减缓趋势。各冰架底部融化速率年际和季节波动明显，大多数冰架在2019~2020年达到峰值，随后普遍下降 (图 2)。去除3年长期趋势后的异常变化表现出区域一致性与局地差异，2020年前后普遍为正异常，2021 ~ 2022年转为负异常，2023年趋于平衡 (图 2)。其中，ENSO等大尺度气候事件通过调节大气和海洋环流显著影响底部融化速率 (图 3)，但不同冰架对气候震荡的响应也受到局地海底地形的调控。总体而言，区域气候驱动与局地海洋、冰架结构等因素共同决定了阿蒙森海区冰架底部融化的复杂动态变化。

图 1 2019-2023年间阿蒙森海区六个冰架的平均底部融化速率空间分布

图 2 2019-2023年间不同冰架的平均底部融化率时序变化以及去除三年长期趋势的短期波动时序变化

图 3 2018—2025年反映ENSO的海洋尼诺指数（ONI）变化

研究总结 

    本研究基于ICESat-2数据，填补了2019 ~ 2023年阿蒙森海区冰架底部融化的连续观测资料，揭示了此关键区域底部融化的强烈时空异质性及其对气候事件的敏感响应。五年观测期虽相对有限，但为理解短期气候变化下冰架底部融化的动态响应提供了重要参考。未来，结合高分辨率卫星测高、现场观测和数值模拟等多种手段获取更为可靠的底部融化结果，将有助于深化对全球变暖影响下南极冰架消融机制的理解，并提升其对全球海平面上升影响的预测能力。  

发表信息 

    研究成果于2025年7月发表在国际知名期刊《Environmental Research Letters》，题为 “Variability in ice shelf basal melting in the Amundsen Sea Embayment from 2019 to 2023”。中山大学测绘科学与技术学院极地与海洋遥感团队硕士研究生孟欣宇为文章第一作者，程晓教授和梁琦副教授为通讯作者，李腾助理教授、郑雷教授为文章合作作者。本研究得到国家自然科学基金（42306256）、广东省自然科学基金项目（2023A1515010925）以及南方海洋科学与工程广东省实验室创新团队建设（311021008）的支持。
原文链接：
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ade729