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摘要

数值模拟冰盖运动及其对全球海平面上升的预测需要了解不断演变的冰下环境信息,但遗憾的是,由于难以接近,这些信息在很大程度上仍然未知。本文通过多年的地震震颤数据来推进这类冰下观测,这些震颤很可能与Helheim冰川的冰川滑动有关。这种关联通过震颤功率与不同时间尺度上的多种环境驱动因素之间的相关性分析得到了证实。观测到的震颤功率的变化表明,不同的因素在不同的时间尺度上影响冰川滑动。有效压力可能在长期(季节性/年度)时间尺度上控制冰川滑动,而潮汐力在短(小时/日)时间尺度上调节滑动速率和震颤功率。极化结果表明,震颤源可能来自上游的冰下山脊。这一观测为如何在冰盖建模中包含不同因素以及它们变化的时间尺度如何发挥重要作用提供了见解。

重要性

这篇文章研究了格陵兰冰盖的冰流变化,这对于理解全球海平面上升的预测至关重要。冰盖的动态变化对全球气候系统有着深远的影响,特别是对海洋的热盐循环和全球气候模式。

总结的前人研究

  • 引用了Choi et al., 2021; Howat et al., 2007; Mankoff, Solgaard, et al., 2020; Van den Broeke et al., 2016等研究,这些研究涉及了格陵兰冰盖物质流失的量度和影响。
  • 提到了Weertman (1957)关于冰川滑动的早期理论,以及Lliboutry (1968)和Schoof (2005)关于空化过程的研究。
  • 引用了Alley et al., 2023; Clarke, 2005; Tsai et al., 2015, 2022; Zoet & Iverson, 2020等研究,这些研究涉及了冰川滑动的软床变形和空间异质滑动场景。

不足之处

  • 由于难以接近,特别是快速流动的峡湾冰川,对冰下环境的了解仍然非常有限。
  • 冰下环境的演变对冰盖模型的准确性至关重要,但目前对其了解不足。

使用的数据

  • 多年份的地震观测数据,这些数据可能与Helheim冰川的冰川滑动有关。
  • 通过地震记录计算的功率谱密度(PSD)。
  • 利用地面雷达干涉仪(TRI)和自动天气站(AWS)收集的数据。

采用的方法

  • 应用了频率依赖的极化分析(FDPA)来确定地震信号的来源方向。
  • 利用了B样条插值方法来估算长期(季节性和年际)的冰面速度。
  • 进行了交叉相关性分析,以研究地震功率与多种环境因素之间的关系。

获得的结果

  • 观察到的地震震颤功率与潮汐力在短时尺度(小时/日)上有强相关性,而在长时尺度(季节性/年)上则由有效压力控制。
  • 通过极化分析指出,震颤源可能来自上游的冰下山脊。

创新之处

  • 首次报道了与Helheim冰川冰下滑动可能相关的多年连续观测的震颤信号。
  • 揭示了不同因素在不同时间尺度上对冰川滑动的影响,这对冰盖模型的构建具有重要意义。

贡献

  • 为理解冰盖物质流失的动态提供了新的见解,有助于改进全球海平面上升的预测模型。
  • 通过被动地震学方法,以成本效益高的方式远程感知冰下过程。

不足

  • 文章没有详细讨论冰下环境变化的具体机制,以及这些变化如何影响长期冰流速度。
  • 对于地震震颤源的确切位置和机制还需要进一步的研究和验证。