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我国冰盖动力学模式构建取得重要突破
2017-07-21 | 编辑: | 【  

  由于海洋性冰盖存在潜在的不稳定性,在未来气候变化情景下可能会引发冰架大规模崩塌,将可能导致包括海平面上升等一系列气候效应。因此,冰盖尤其海洋性冰盖动力不稳定性问题是科学界关注的全球性科学热点。 

  冰盖-冰架-海洋是一个复杂系统,共同决定了冰盖的稳定性。海洋性冰盖未来的变化需要利用三维的冰盖动力模式。在所有的冰盖模式当中,Stokes冰盖模式不对原始控制方程作任何简化,理论上是最准确的。因此,Stokes冰盖模式对于研究海洋性冰盖的动力过程及考察其他简化冰盖模式的模拟效果都具有非常重要的参考价值。 

  中国气象科学研究院张通博士依托中国科学院西北生态环境资源研究院()冰冻圈科学国家重点实验室效存德团队,与美国南卡罗来纳大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室和中科院数学与系统科学研究院开展广泛深入地合作,发展了三维Stokes冰盖模式,并与国际上常用的另一个Stokes冰盖模式进行比较,首次评估了Stokes冰盖模式针对海洋性冰盖的适用性,进一步提高了海洋性冰盖数值模拟的认识水平,对其他冰盖模式具有重要的参照意义。  

  研究发现,即使基于同样的物理基础,不同的Stokes冰盖模式之间依然存在一些不一致性。但这种不一致性在很大程度上是由于模式开发人员采用不同的数值方法导致的。虽然如此,研究发现两个不同的冰盖模式的模拟结果非常接近,说明其不同Stokes冰盖模式的内部机理具有很好的一致性。而且,两者的差异在很大程度上可以通过增大网格精度来缩小。 

  通过该项研究得出,虽然目前海洋性冰盖的数值模拟依然存在很多不确定性,但这种不确定性可以通过一定的数值方法得到较为可靠的评估和控制,最终得到较为可信的海平面变化的模拟预估结果。 

  相关研究成果以“A comparison of two Stokes ice sheet models applied to the Marine Ice Sheet Model Intercomparison Project for plan view models (MISMIP3d)”为题发表于“The Cryosphere”杂志上。 

  该研究获国家重大科学研究项目(973)“冰冻圈及其影响研究”第四课题“极地冰雪关键过程及其对气候的响应机理研究”资助。 

  论文链接:http://www.the-cryosphere.net/11/179/2017/tc-11-179-2017.pdf 

 

  冰盖-冰架系统示意图(MISMIP3D数值试验的诊断模拟结果) 

 

  FELIX-SElmer/Ice在稳态模拟中的结果比较 

 

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