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摘要

  罗斯冰架上的冰震活动与海洋重力波活动的振幅有关。在罗斯冰架上部署的宽带地震仪,辅以近冰前海底水听器,确立了强烈的冰震活动与低于0.04赫兹的海洋重力波幅度(AG)之间的关联。罗斯冰架前沿的地震垂直位移幅度(ASV)与AG有很好的相关性,从而可以估计从重力波幅度到冰前垂直位移幅度(TGSV(f))的频率依赖传递函数。TGSV(f)在0.001–0.01赫兹时为0.6–0.7,但在更高频率时迅速减小。强烈的冰震活动在空间上和季节上与不同的重力波频段有关,最强的冰震主要在南半球夏季观测到,那时海冰最少,涌浪的冲击最强。

研究的重要性

  1. 冰架稳定性:冰架对于抑制陆地冰流向海中的流动起着重要作用,其完整性对调节海平面上升至关重要。
  2. 海洋动力影响:海洋动力可以通过热和动力学两种方式影响冰架的完整性,从而影响全球海平面上升。

前人研究与不足

  • 相关研究

    • 早期研究将冰架对重力波的响应建模为均匀厚度的漂浮板。
    • 近期研究包括二维和三维有限元模拟,以及从现场地震数据估算由弯曲和伸展波引起的伸展应力。
  • 不足之处

    • 这些模拟表明,引起的动态应力强烈依赖于系统几何形状,包括冰架厚度、物理属性、冰下腔室厚度和海底地形,这些因素具有显著的不确定性和空间变异性,尚未得到充分考虑。

本文使用的数据和方法

  • 数据

    • 利用在罗斯冰架上部署的34站宽带地震阵列收集的数据,以及海底压力观测数据。
  • 方法

    • 使用地震仪和水听器记录的地震数据来估计海洋重力波幅度和冰架前沿的垂直位移幅度。
    • 通过这些数据来确定一个经验的频率依赖的海洋波-冰架位移幅度传递函数。

获得的结果

  • 确定了罗斯冰架前沿的地震垂直位移幅度与海洋重力波幅度有很好的相关性。
  • 发现冰震活动在南半球夏季最为频繁,这与海冰的最小化和涌浪冲击的最强有关。
  • 获得了一个从海洋重力波幅度到冰架前沿垂直位移幅度的经验传递函数。

本文创新之处及贡献

  • 创新之处

    • 首次提供了一个基于观测的海洋到冰架位移传递函数,为理解海洋强迫与冰架响应之间的机械联系提供了新的视角。
  • 贡献

    • 为冰架建模工作提供了验证观测,有助于改进现有的冰架响应模型。
    • 增进了我们对冰架如何响应海洋重力波影响的理解,这对于预测冰架动态和海平面上升具有重要意义。

本文不足

  • 文章中并未明确指出研究的不足之处,但潜在的不足可能包括:
    • 研究可能需要进一步验证传递函数在不同条件下的适用性和准确性。
    • 对于冰架完整性变化的长期影响和更广泛海洋环境因素的综合评估可能需要更多的研究。