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近日，南方科技大学地球与空间科学系冉将军副教授课题组与国际团队合作，在研究冰川融化机制方面取得新进展。研究团队利用全球卫星导航系统首次揭示了融水在格陵兰冰盖内部和底部的演化(图1)，相关成果以“Vertical bedrock shifts reveal summer water storage in Greenland ice sheet”为题发表在顶级学术期刊《自然》(Nature)上。
海平面的持续上升将对世界沿海区域造成不良的社会和经济影响。格陵兰冰盖目前是近半个世纪以来全球平均海平面上升的最大单一贡献源。按照美国加州大学尔湾分校的科学家估算，如果格陵兰冰盖完全融化，将导致全球海平面上升7米左右。尽管全世界的科学家已经对格陵兰冰盖的融化机理进行数十年的研究，但仍然没有厘清融水如何在冰盖内部的演化这一关键科学问题。
图1 冰盖水储量的演变及其在不同融化季节阶段与基岩位移的关系
结合遥感卫星和地面气象等技术能够很容易地观测到融水在冰川表面浅层的变化，但是无法对隐藏在冰盖内部和底部的水进行高时空分辨率的监测。通过率领国际团队耗时6年攻关，研究人员首次揭示了融水在冰盖内部和底部的滞留时间和空间分布(图2)。这一新发现对当前用于预测全球海平面上升的区域气候模型的可靠性提出了挑战，将重塑人们对冰川动力学的认识，并对预测冰盖在未来气候的演化产生深远影响。
图2 GNSS站点测量的残余垂直位移的平均年度周期
另外，储存在冰盖内部和底部的融水量很大，能把测站附近的基岩最高压低5毫米，这对建立和维持毫米级全球高程基准具有重要的影响。
该发现为研究融水在冰川内部和底部的演化提供了前所未有的视角，有利于提高冰川模型的可靠性，降低由全球变暖导致的未来海平面上升的预测误差。
南方科技大学为论文第一单位。冉将军、代尔夫特理工大学副教授 Pavel Ditmar 为论文共同第一作者，冉将军为论文通讯作者。合作作者包括乌得勒支大学教授 Michiel R. van den Broeke、香港中文大学教授刘琳、代尔夫特理工大学教授 Roland Klees、丹麦科技大学教授 Shfaqat Abbas Khan、科罗拉多大学教授 Twila Moon、中南大学/武汉大学教授李建成、俄亥俄州立大学教授 Michael Bevis、中山大学教授钟敏、列日大学教授 Xavier Fettweis、华北水利水电大学教授刘俊国、列日大学 Brice No?l 博士、俄亥俄州立大学教授 C.K.Shum、香港理工大学教授陈剑利、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员江利明、犹他大学教授 Tonie van Dam。该研究得到了中国国家自然科学基金基础科学中心、中国国家自然科学基金优秀青年基金等项目以及河南省水圈与流域水安全重点实验室、华北水利水电大学黄河实验室的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08096-3
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