南極內(nèi)陸冰蓋表面地貌特征監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)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(nèi)陸冰蓋表面地貌特征進行監(jiān)測的一項應(yīng)用研究。
　　全球變暖已成為為人類日益關(guān)注的問題，國內(nèi)外氣候?qū)＜乙呀?jīng)將研究的熱點逐漸轉(zhuǎn)移至南極冰蓋表面物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(nèi)陸冰蓋表面地貌特征的研究具有十分重要的意義。南極內(nèi)陸冰蓋表面物質(zhì)平衡的研究與其表面特征息息相關(guān)，南極內(nèi)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(guān)，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(nèi)外關(guān)于冰蓋物質(zhì)平衡的監(jiān)測方法有很多，衛(wèi)星遙感技術(shù)主要應(yīng)用于獲取大空間尺度上的物質(zhì)平衡信息，如整個南極洲表面物質(zhì)平衡信息，但通過此方法會產(chǎn)生較多的誤差因素。并且僅僅依靠衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取冰蓋表面物質(zhì)平衡信息的結(jié)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(zhì)平衡信息實地測量常用方法。但這些技術(shù)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(nèi)外冰蓋表面特征監(jiān)測的現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，針對南極內(nèi)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(shè)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(diào)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