极地科学中心美国西雅图华盛顿大学应用物理实验室

格陵兰岛东北部冰流(NEGIS)很好地说明了干涉测量法的实用性合成孔径雷达(InSAR)进行研究冰动力学以及冰盖的质量平衡。这条700公里长的冰流是在20世纪90年代中期才被发现的,当时通过分析SAR图像中可见的特征才发现了它的存在(Fahnestock et al., 1993)。不久之后,利用InSAR技术绘制了这条冰流中心部分的速度图(Kwok & Fahnestock, 1996)。接下来是使用许多ERS-1/2上升和下降通道(Joughin等人,2000,2001)对速度场进行完整的映射,如图74.1所示。

速度图(图74.1)揭示了一种有组织的流动模式,向冰盖内部深处延伸,在那里,冰流首先表现为距离冰分水岭约100公里的约15公里宽的增强流动区域。虽然最初的速度仅比周围冰的速度大约10m -1,但被明确定义的剪切边界所描述的增强流动。随后的一项研究表明,这一流动的开始与推测的增强的(10-15厘米年-1)基底熔体区域相一致,这可能是地热通量是大陆背景平均水平15-30倍的结果(Fahnestock等人,2001年)。

从起始点开始,下游冰流的宽度增加到约60 km,流速为50-60m -1。在这一点上,冰流在冰盖dem中是一个粗糙的表面地形区域。在起始点下游约300公里处,气流开始集中在冰流的东南侧。主干线的变窄导致速度增加到大约125米-1。再往下游约240公里,冰盖表面变平,形成了一个巨大的冰平原,地形明显更光滑。就在冰原的上游,水流分为南部分支,流入Storstr0mmen,北部分支流经冰原,流入Zacharis Isstr0m和Nioghalvfjerdsfjorden的出口冰川。

虽然InSAR和其他星载传感器提供了表面冰流的详细视图,但它们不能直接揭示冰流的内部动力学控制。逆方法可以受速度和其他数据集(如厚度和高程)的约束来确定基础剪应力(MacAyeal, 1992 b)。这些方法已应用于图74.1所示的速度数据。反演结果表明,冰平原下的床层很脆弱,只能承受10 ~ 15kPa范围内的基础剪应力(Joughin et al., 2001)。这个弱床层位于海平面以下几百米的区域,因此,可能是一个收集了弱变形沉积物的区域。因此,与典型的抛物线冰原轮廓明显不同的冰平原,很可能是一个软弱的床层没有能力支持更大的驱动应力,因此更陡峭的斜坡的结果。

图74.1所示的速度数据还与机载无线电回波测深系统的冰厚数据一起使用,以估计冰流沿线几个点的质量平衡。结果表明,目前冰流与集水区大致平衡,冰流的内陆部分很少或没有明显的变薄。在靠近海岸的地方,Storstr0mmen在20世纪90年代初经历了一次激增后开始变厚(Mohr et al., 1998)。相比之下,激光高度计的结果表明,Zacharis Isstr0m和Nioghalvljerdsfiorden每年可能会变薄几十厘米(Krabill et al, 2000)。

虽然冰盖的动态响应时间通常被认为是以几百年或几千年为单位测量的,但InSAR观测显示,在年代际和年代际以下时间尺度上,冰盖的时间变化程度惊人(例如Mohr et al., 1998)。

这种变化的一个例子是1995年发生在几周内的莱德冰川小急流(Joughin et al., 1996)。图74.2是1995年9月底和10月获得的干涉图。在10月份的图像中,冰川快速移动区域的条纹密度要大得多,这表明速度增加了三倍多。随后的干涉图(未显示)显示,到11月初,冰川的速度已经放缓,恢复到正常速度。

在过去的十年里,InSAR已经从一个可以探测冰川孤立区域运动的工具迅速发展到

随着近全球航天飞机雷达地形图任务和其他来源数据的逐步发布,数字高程地图(dem)将彻底改变我们的可视化和测绘方法冰川地貌.本案例研究介绍了从爱尔兰的DEM数据对冰川床形进行的侦察测绘,以提供一个简单的概述和突出该方法的效用,指导未来的工作。它补充和扩展了Clark & Meehan(2001)和Dunlop(2004)完成的详细床状图。

本案例研究中使用的DEM是由地图图项目(Kitmitto et al, 2000)使用来自星载雷达的欧洲遥感(ERS)串联对创建的(合成孔径雷达特别行政区)。由于空间分辨率为25米,DEM能够分辨面部特征,尽管很难区分详细的形态和较小的形态。DEM可视化是使用基于局部的对比拉伸进行的(现在可以轻松生成跨越多个冰流的矢量速度图)。最近的采集活动,如改进的RADARSAT南极测绘任务,提供了大量的新数据集。在执行了非常成功的任务后,许多早期的星载sar已停止工作或接近其使用寿命。未来的进展将在很大程度上取决于发射新的仪器,其任务参数有利于冰盖测绘。

非方位角可视化技术),辅以传统的方位角浮雕阴影(Smith & Clark, 2005)。映射是通过屏幕数字化进行的。

图75.1给出了爱尔兰冰川床型的概要图,包含鼓丘和罗纹(罗根)冰碛.一些地形分布和模式符合现有的基于实地绘图的已发表的描述,但一些新的和重要的观测结果是明显的。认识到“爱尔兰鼓骨带”更现实地描述为一大片由鼓骨叠印的肋状冰碛岩是有帮助的(图75.2)。先前的结果已通过DEM制图(图75.1)进行了扩展,以显示这一大型肋状冰碛场的空间范围。既然这些横向要素已经确定并绘制了地图,就更容易理解迄今为止显得复杂的该地区的流动模式。形成这些地貌的冰流是向东南方向的

继续阅读:阿拉斯加费尔班克斯大学地球物理研究所阿拉斯加997757230美国

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