南极冰盖地形数据库BEDMAP 2述评

南极冰盖物质收支与不稳定性对全球气候变化和海平面升高有着重要影响,而冰盖厚度和冰下地形则是研究南极冰盖的物质平衡、动力及不稳定性极为重要的参数。自20世纪50年代以来,国际上针对南极冰盖开展了大量的冰雷达以及重、磁测量,这些测量结果被汇集并形成冰厚和冰下地形数据库,进而服务于冰盖模式和地球系统研究,最新推出的成果便是BEDMAP 2(Bedrock Mapping Project 2)。首先介绍了BEDMAP 2的数据来源、结构以及数据处理,并讨论了数据的质量评价,然后分析了BEDMAP 2中展示的整个南极冰盖与冰下地形及其特点。最后,对于BEDMAP 2对中国在南极冰盖考察和研究方面的作用进行了一些讨论与展望。

基于Bedmap2与冰雷达数据的南极局部冰盖三维建模

利用Bedmap2数据与中国第29次南极科学考察期间获取的冰雷达数据,在中山站至Dome A断面的Gamburtsev山脉地区首次构建11.3km×11.5km南极局部冰盖三维模型。着重介绍三维模型建立过程中的数据处理,其中冰雷达数据采集首次采用中国自主研发的冰雷达系统。详细阐述了冰雷达数据的处理流程,包括数据预处理、常规图像修正技术以及冰下地形获取,得到冰下基岩埋深和冰盖内部等时层埋深,插值得到100m分辨率的冰下基岩DEM(海拔1 729m^2 718m)和等时层DEM(海拔2 601m^2 950m),利用南极Bedmap2冰表面栅格影像得到100m分辨率的冰盖表面DEM(海拔3 679m^3 745m)。结合冰盖内外部数据处理结果,构建包含冰盖表面、冰盖内部等时层和冰下基岩地形特征的三维模型,并对模型进行检验,对冰盖内外部地形特征进行初步分析。

南极大陆及周边海域地形和均衡重力效应的计算

使用BEDMAP2关于南极大陆及周围海域和JGP95E关于全球表面高程、冰厚和冰下及水深地形数据,采用球坐标系下的扇形球壳块重力效应公式,在极方位投影直角坐标网格节点上计算了南极大陆及周围海域的近区及远区的地形和艾黎均衡重力效应。南极大陆冰盖带来可观的正重力效应,南大洋负重力效应又影响到了南极内陆,全球地形/均衡重力效应与局部地形高低有关联性,而低负值区主要分布在环南极的陆坡。获得的约1n mile间距的地形和艾黎均衡重力效应网格数据可用于南极大陆及周边海域的重力改正,提供准确、一致的布格重力异常和艾黎均衡重力异常。

A preliminary application GIS in glaciological research along the traverse route from Zhongshan Station to Dome A, Antarctica

GIS is applied in glaciological research along the traverse route from Zhongshan Station to Dome A, one of the key routes in ITASE project, to display, process, manage and analyze the data obtained mainly by the 3rd Chinese Inland Expedition, together with Antarctic databases provided by ADD and BEDMAP project. The ways of ADD data merging and clipping, and coordinate projection transformation of field data and BEDMAP data are introduced. Elevation data derived by GPS navigator are corrected using ADD and ArcView's contour interpolation. Sub ice topography and ice thickness along the route are extracted from BEDMAP database. Slope and aspect data are derived at each positioning station. GIS is a convenient and useful tool for us to record, query and display a variety of data in detail along the traverse route.

基于GIS的中山站至Dome A冰盖考察数据处理和信息提取

中山站至DomeA冰川学考察断面是国际ITASE计划的核心断面之一。首次利用GIS开展了该断面的数据处理与信息提取 ,采样点的布设与管理。介绍了ADD数字地图拼接与裁剪 ,野外数据和BEDMAP数据地理坐标投影变换的方法。利用ArcView内插等高线方法对GPS导航仪高程数据进行了校正。沿考察路线提取了BEDMAP的冰下基岩高程和冰厚度数据 ,以及冰盖表面的坡度与坡向数据。指出应进一步开展该断面以及兰伯特冰川盆地GIS应用研究。