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南极冰架崩解的空间特征

1.不同冰架的崩解分布

        2005—2019年南极不同冰架多年平均崩解质量的空间分布(图3-7)显示,崩解产生的冰山大部分来自中小型冰架,小部分来自大型冰架。广泛分布于南极沿岸的中小型冰架的冰山产量相当可观,西南极的思韦茨、派恩岛、盖茨冰架年均崩解质量分别达到了114 Gt、84 Gt、54 Gt;其次是东南极的默茨、托滕冰架,年均崩解质量分别达到56 Gt、30 Gt,其中托滕冰架在观测区间内每年都有崩解发生,而默茨冰架14年崩解总量主要来源于2010年2月发生的面积超过2500 km2的特大型崩解。拉森C冰架——南极第四大冰架,在2017年7月发生了一次特大型崩解,其余年份的崩解质量很小;东南极毛德皇后地地区较大型的冰架崩解质量也很低,这些区域在有些年份整个海岸线都鲜有崩解发生(图3-3)。

图3-7 2005—2019年南极不同冰架多年平均崩解质量分布

       南极三大冰架及其他较大型冰架系统具有低积累率、低崩解质量的典型特征。分布在南极半岛、西南极和东南极威尔克斯地沿岸区域的中小尺度冰架处于负物质平衡状态,主要典型特征是底部融化率高、崩解质量大。

2.不同冰川盆地冰架的崩解分布

        2005—2019年南极不同冰川盆地冰架多年平均崩解质量的空间分布(图3-8)显示,南极冰盖物质损耗最严重的派恩岛和思韦茨冰架所在的西南极GH冰川盆地崩解质量最高,其次是拉森冰架所在的南极半岛I'I''冰川盆地和小冰架众多的东南极C'D冰川盆地,上述三个冰川盆地年均崩解质量都在100 Gt以上,贡献总和达到了总量的55.4%。同时,西南极GH冰川盆地和南极C'D冰川盆地的年均底部融化率也较其他冰川盆地更大。

图3-8 2005—2019年南极不同冰川盆地冰架底部融化率和多年平均崩解质量分布(从靠近东经0°开始,沿顺时针方向以A—K'标识了南极26个冰川盆地,根据冰流轨迹跟踪方法,划分了26个冰川盆地对应的冰架)

        南极26个冰川盆地冰架崩解和底部融化的相关性定量分析结果(图3-9)显示,不同冰川盆地冰架崩解频次、面积和质量均与底部融化率呈显著的正相关。冰架底部融化加剧会导致冰架变薄、水下体积减小,从而改变冰架所受浮力,破坏原有的受力平衡,同时削弱了冰架的稳定性,使其更容易受环境因素影响产生底部裂隙,加剧崩解。

图3-9 南极冰架底部融化与冰架崩解的相关性

3.不同海域冰架的崩解分布

        不同海域冰架的崩解分布结果(图3-10)显示,在五大海域中,别林斯高晋/阿蒙森海海域(130°–60° W)崩解最频繁,年均崩解频次43.9次,崩解总量占整体的38.8%;其次是分布了大量中小型冰架的西太平洋扇区海域(90°–160° E),年均崩解频次30.2次,崩解总量占整体的28.7%;威德尔海海域(60°W–20° E)年均崩解频次最低,但崩解质量却在五大海域中排名第三位,占整体的17.3%;印度洋扇区海域(20°–90° E)和罗斯海海域(130°W–160° E)的年均崩解频次和质量都处于低位,分别贡献了崩解总量的8.3%和6.9%。

图3-10 2005—2019年南极不同海域多年平均崩解质量分布