基于冰盖表面高程数据探讨玛丽伯德西部区域表面粗糙度分布（地球物理学论文） ㊣ 精品文档 值得下载

间所在的爱德华世半岛的大部分区域的有效坡度值在以下，最小有效坡度值的样本空间位臵为们可以看出罗斯冰架附近有效坡度值分布在以下，我们在罗斯冰架附近选取样本空间到，该样本空间的有效坡度值为，从样本空间的表面高程图图我们可以发现样本空间的表面高程缓慢上升且无起伏，具有较低的粗糙度。

从图右图中可以看出在福特山脉附近出现有效坡度急剧增大的情况，在福特山脉选取样本空间到，该样本空间的有效坡度值为，由图中可以看出样本空间的冰盖覆盖面较小，高程持续增大且中间略有起伏，具有较大的粗糙度。

爱德华世半岛有效坡度主要分布在下，极个别样本空间的有效坡度超过个样本空间表面变化。

由于均方根坡度和绝对坡度的计算中，水平间隔是固定不变的，不能反映不同样本空间在水平方向上的变化特征，而本文中研究区域的横向变化较为复杂，因而在本研究中均方根坡度和绝对坡度不能够较好地表征表面粗糙度在有效坡度的计算中，自相关长度数值依据样本空间水平变化的特征发生改变，能够更好地反映不同样本空间的水平变化特征，因此我们认为，相较于均方根坡度和绝对坡度，在本研究中采用有效坡度作为衡量冰盖表面粗糙度的依据更为可靠。

图航线的个坡度分布图均方根坡度绝对坡度有效坡度图样本空间的表面高程分布玛丽伯德地西部区域有效坡度分布利用上文的方法计算了研究区域的整体有效坡度值，为便于分析，图中分别给出了有效坡度值小基于冰盖表面高程数据探讨玛丽伯德西部区域表面粗糙度分布地球物理学论文坡度在以上的位臵主要分布在靠近海岸地区，爱德华世半岛谢里斯海岸附近的部分地区有效坡度值达到以上，最大有效坡度为。

结合的高程数据，对罗斯冰架附近福特山脉附近以及爱德华世半岛附近的粗糙度和地形的对应关系进行了讨论。

关键词地球物理学有效坡度玛丽伯德地航空地球物理研究表面粗糙度南极大陆面积约为，冰盖和冰架面积占了总面积的，是全球现代冰川总面积的。

南极冰盖的平均厚度为，冰储量达，占地球表面淡水资源的。

南极冰盖记录了远古时期的环境变化和气候变化，对南极冰盖的研究能够获取这些信息，从中探寻环境和气候变化的规律，解释现代环境和气候的成因，进而预测未来的环境和气候变化，对人类社会的发展具有重要的意义。

玛丽伯德地以看出航线起点位臵延伸第阶段的冰盖表面起伏较为平缓在位臵第阶段冰盖表面呈上升趋势，此后第阶段表面高程下降又上升。

基于冰盖表面高程数据探讨玛丽伯德西部区域表面粗糙度分布地球物理学论文。

图数据预处理研究方法国内外学者采用了多种定量表征表面粗糙度参数的方法，包括均方根高度自相关长度有效坡度均方根坡度以及绝对坡度等，这些方法可以归为两类仅考虑表面在垂直方向或水平方向上的变化以及同时考虑表面在两个方向上的变化。

本文分别通过两类方法对研究区域的表面高程数据进行了计算，并分析了它们的可靠性。

均方根高度均方根高度是最常见且最容易获得的参数，它是关于高度平均值的标准差。

通常的计算方式如下所示。

其中，是样空间中样本点的数量，盖，该地区的深入研究对其附近的冰海相互作用环境域分析和生态研究有重要的意义。

其中，是样空间中样本点的数量，是在位臵处样本点的表面高度，是该样本空间所有样本点的平均表面高度。

均方根高度可以反映样本空间在垂直方向的变化。

自相关长度样本空间的自相关函数是样本空间与自身在被阶跃或延迟抵消时的标准化协方差，根据定义，当延迟为时，自相关函数等于。

图数据预处理研究方法国内外学者采用了多种定量表征表面粗糙度参数的方法，包括均方根高度自相关长度有效坡度均方根坡度以及绝对坡度等，这些方法可以归为两类仅考虑表面在垂直方向或水平方向上的变化以及同时考虑表面在两个方向上的变化。

本文分别通过两类方法对研究区域的表面高程数据进行了计算，并分析了它们的可靠性摘要基于年月年月德克萨斯大学地球物理研究所航空地球物理研究支持办公室对南极洲玛丽伯德西部区域航空调查获得的冰盖表面高程数据，研究了该区域表面粗糙度分布。

通过分析，同时考虑表面在垂直方向和水平方向的变化，使用有效坡度可以有效地表征玛丽伯德地西部区域的表面粗糙度特征，文中给出了该区域表面的有效坡度分布，并简要探讨了其分布成因。

从结果中可知该研究区域的地区的有效坡度分布小于，最小值为有效坡度在以上的位臵主要分布在靠近海岸地区，爱德华世半岛谢里斯海岸附近的部分地区有效坡度值达到以上，最大有效坡度为。

结合的高程数据，对罗斯冰架附近福特山脉附近以及爱德华世半岛附近的粗糙度和地形的对应方向的变化，仅使用均方根高度垂直方向的变化或自相关长度水平方向的变化不能很好地表征表面的粗糙度均方根坡度和绝对坡度采用了固定的水平间隔，因而实际上也难以描述水平方向变化复杂的地形。

本研究中结合均方根高度和自相关长度，考虑表面在垂直和水平方向的变化，使用有效坡度均方根高度自相关长度能够有效地表征表面的粗糙度。

本研究对整个研究区域的高程数据进行计算，给出了研究区域的表面有效坡度分布。

研究区域左右的表面有效坡度值小于，最小有效坡度为。

有效坡度在以上的位臵主要分布在靠近海岸地区，爱德华世半岛谢里斯海岸附近的部分地区有效坡度值达到以上，最大有效坡度为。

在雪冰积累较厚的区域，雪冰的表面高程受。

爱德华世半岛有效坡度主要分布在下，极个别样本空间的有效坡度超过，我们选取样本空间到，该样本空间有效坡度值为，根据图我们可以看出该样本空间高程持续增大且无起伏，其变化幅度高于小于，粗糙度在两者之间。

相较于样本空间福特山脉附近，该样本空间更平坦，其附近是海岸地区，有效坡度值都大于。

样本空间到附近的高程都在以上，其位臵如图所示，高程剖面图如图所示，样本空间的高程呈上升趋势，高程变化在左右，其对应的有效坡度为。

样本空间分布利用上文的方法计算了研究区域的整体有效坡度值，为便于分析，图中分别给出了有效坡度值小于和有效坡度值大于的位臵。

从图中可以看到，研究区域左右的表面有效坡度值小于，有效坡度在以上的位臵主要分布在靠近海岸地区。

表航线中样本空间的均方根坡度绝对坡度有效坡度值结合的高程数据对本研究中粗糙度有效坡度的空间分布进行分析。

图至图给出了罗斯冰架附近图中点福特山脉附近图中点爱德华世半岛附近图中点图中样本空间以及的表面高程图以及对应的有效坡度值。

为保证表面高程起伏致，图至图的左图为样本空间的整体剖面图，右图为表面高程放大图，水平方向长度，垂直方向间隔。

图玛丽伯德地西程数据，该数据由德克萨斯大学地球物理研究所航空地球物理研究支持办公室获得，该区域所在位臵和雷达测线以及相应的表面高程如图所示。

该次调查使用了架装载雷达和激光测高仪的双水獭飞机，在年月年月共进行了次航空调查，并根据雷达回波测得冰盖表面基底高程数据。

研究区域面积约，包括罗斯冰架东部的谢里斯海岸爱德华世半岛的大部分地区苏兹伯格冰架和福特山脉。

大部分调查区域的飞行轨道间距为或。

基于冰盖表面高程数据探讨玛丽伯德西部区域表面粗糙度分布地球物理学论文。

表航线随机样本空间的均方根高度自相关长度和有效坡度值图航线中随机样本空间和的表面高程通过比较样本空间和的表面高程分布图，我们可以发现样本空间的表面高程起伏变化基于冰盖表面高程数据探讨玛丽伯德西部区域表面粗糙度分布地球物理学论文基岩的影响较小，表面的有效坡度值整体不高，且差异较小，而在雪冰积累较薄的福特山脉区域，表面的有效坡度受到岩石表面的影响较大，具有较大的有效坡度值。

冰盖表面粗糙度不仅跟表面地形相关，同时也跟风和积累率等其他因素相互影响，冰芯数据以及实测积累率数据能够从定程度上反映表面粗糙度的影响。

由于缺乏相关实测数据，本文仅对玛丽伯德地西部区域冰盖表面粗糙度进行了研究，随着南极科考的不断深入，未来将进步研究该区域的表面粗糙度与积累率等的相互关系。

参考文献晁强，窦银科，孙波，等南极内陆冰盖表面地貌特征监测系统设计及应用分析极地研究，董洪伟，杨树瑚，徐佳鑫，张云，韩彦岭，洪中华基于航空高程的玛丽伯德地西部地区表面粗糙度的研究极地研究，基金国家自然科学基金，资以下，最小有效坡度值的样本空间位臵为到，该样本空间表面平坦，起伏变化平缓，属冰原区域样本空间和所在区域雪冰积累较厚，表面高程受基岩的影响较小，有效坡度值整体不高，差异不大。

结论与展望本文研究了玛丽伯德地西部以及罗斯冰架东部的谢里斯海岸等地的冰盖表面粗糙度分布。

研究利用年月年月航空调查获得的研究区域的冰盖表面高程数据，讨论了使用均方根高度自相关长度均方根坡度绝对坡度以及有效坡度来表征表面粗糙度的可靠性，并给出了研究区域的粗糙度分布。

按雷达测线将数据分成若干个样本空间，每个样本空间尺度为左右，最终每个粗糙度参数代表个样本空间。

通过研究发现由于只考虑了表面在粗糙度均方根坡度和绝对坡度采用了固定的水平间隔，因而实际上也难以描述水平方向变化复杂的地形。

本研究中结合均方根高度和自相关长度，考虑表面在垂直和水平方向的变化，使用有效坡度均方根高度自相关长度能够有效地表征表面的粗糙度。

本研究对整个研究区域的高程数据进行计算，给出了研究区域的表面有效坡度分布。

研究区域左右的表面有效坡度值小于，最小有效坡度为。

有效坡度在以上的位臵主要分布在靠近海岸地区，爱德华世半岛谢里斯海岸附近的部分地区有效坡度值达到以上，最大有效坡度为。

在雪冰积累较厚的区域，雪冰的表面高程受基岩的影响较小，表面的有效坡度值整体不高，且差异较小，而在雪冰积累较薄的福特山脉区域，表附近的表面高程主要在以下，其位臵如