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第卷第朗测绘学报...
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一』南极冰盖部分消融对海平面的影响
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中科院测量与地球物理研究所,武汉
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摘要末文韫设地球具球对称、完全弹性和各向同性,推导了水融相对海平面变化方程,采用汪
汉胜等,根据模型计算的地表弹性负荷勒夫敷,估算了在令后年内,当南极
冰盖消融泉时所产生的全球海平面变化。
关键词南极冰盖消融海平面上升
引言
根据全球验潮站数据分析结果,在过去一百年里,海平匾一直呈上升趋势,上升速率为
~ 毫米/年“,关于未来海平面的预测,则依赖全球温室气体的排放量、气温和冰
间的相互作用机制,对这一重大理论问题,目前尚存争议,若按全球气象界的最佳大气环
流模型,预计到年,大气中含量将增加一倍,导致全球变暖.~ .℃,海平面的
急剧上升是肯定的,尽管今后全球海平匾上升的预测呈现不确定性,但是,人类若不控制和减
少温室气体的排放,则全球海平匾上升加剧的趋势是可预料的。本文假设在今后年内,南极
冰盖平均消融米,基于较完善的理论,计算其对全球海平匾上升的影响,以期一方匾给全球
海平面变化提供定量的参考数据,另一方面增强人们的危机意识。
冰盖的消融引起的全球海平匾变化,属于地表负荷均衡响应问题,对此,, ..,
, ..,,..和,,等已发展了较为完善的粘弹
理论。使我们不再把地球作为一刚性体,而能顾及地球内部密度的变化和表面形态的调
整,该理论已广泛应用于全球更新世晚期三大冰盖消融引起的冰原区冰后回升和全球海平匾
变化即冰后回升问题。近年来我国李国营、许厚泽、肖强、韩大伸和汪汉胜,,,
对冰后回升问题进行了大量有益的研究⋯“,为我们研究青藏冰后隆升和全球
;器辑学基金。。。资
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测绘学报卷
冰融海平面变化奠定了一定基础。
一般认为,真实地球在长期负荷作用下会表现出流变特性,并可用线性粘体模
型进行描述,...首先用流变模型计算了更新世晚期南极洲西部冰川消融引起的全球
海平面变化。,其负荷效应时间长达几千年至上万年,然而针对我们的问题,负荷效应时间尺
度之短最多不过年,再则限于冰后回升数据反演的不确定性,人们目前还难以统一对地
幔粘滞度的认识,故我们忽略地球的流变性。
海平面变化方程
我们假设地球具球对称、完全弹性和各向同性,且忽略自转的影响。不难理解海平面的变
化与负荷作用产生的位变化有关,而位的变化又可用负荷与位格林函数地球对表面单位点脉
冲质量的响应的褶积求得。,设在南极冰盖,内,均一的负荷厚度为一七,,则在海
洋中任一点引起的扰动位为
一
其中,,。分别指冰盖和海洋的空间卷积, 和肌分别为冰密度和海水密度注意:由于
冰盖消融是卸荷过程,故取负值,为相对海平面变化, 为扰动位格林函数,即
一量一掰
”
式中, 为地球平均半径, 为地球质量,。为地表重力加速度, 为计算点七和积分
单元中心之间的有距,为勒让德多项式,砰、群为阶弹性负荷勒夫数。式的物理意义
非常明确,即海洋中任一处的扰动位为海洋和冰盖,中无穷