中国南极第三次内陆冰盖考察剖面的雪貌及气象特征

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1、http://www.paper.edu.cn中国南极第三次内陆冰盖考察剖面的雪貌及气象特征黄声享鄂栋臣陈春明王清华武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079E-mail:sxhuang@whu.edu.cn摘要1998～1999年南极夏季期间，中国组织实施了第三次南极内陆冰盖科学考察，深入冰盖1128km，到达了南极冰盖最高处DomeA区域。本文给出了这次考察的线路图、纵断面图及距离中山站68～464km路段的表面年积雪状况图，分析了海拔高度的测定精度。同时，就考察剖面的雪貌及常规气象（包括：大气温度、湿度、气压和风速等）特征进行了描述。关键词南极冰盖；DomeA

2、；考察剖面；雪貌；气象国际横穿南极科学考察计划(ITASE)是于1991年提出来的，该计划的目的在于通过有关国家独立或联合的横穿南极冰盖考察活动，对南极冰盖进行网状覆盖性的科学考察工作，重点研究200年来(对应冰盖表层平均深度约20～30m)的冰雪环境和气候变化，以了解冰盖目前的动态与全球变化的关系以及对全球变化的影响。1996年，国际南极研究科学委员会（SCAR）将ITASE计划列为重要计划之一，并敦促SCAR成员国予以优先安排和支持。DomeA是南极内陆冰盖的最高点，以中国南极中山站至DomeA为轴线的南极大扇形区是南极冰盖研究的薄弱区域。同时，以DomeA为中心的南极冰

3、盖内陆高原区，由于不仅远离各个考察站区，而且是地球上自然环境最严酷的区域，无法实行空中援助，因此，以往被人类称为“不可接近地区”，也是南极研究的空白区。所以，从中山站到DomeA并延伸到南极点的冰川学-地学大断面的考察研究将是填补这一空白区的关键剖面。中国早在1991年的国际南极第六届地学大会(东京)上就提出开展中山站至DomeA地学大断面考察计划，是ITASE计划的主要剖面之一[1]。中国于1996～1997年度组织实施了首次南极内陆冰盖考察，行程288km（按GPS点距计，下同）。1997～1998年度，又组织实施了第二次，深入内陆冰盖464km。在前两次基础上，1998

4、～1999年的南极夏季，中国第三次南极内陆冰盖考察队将考察路线剖面延伸到位置：79°16＇S，77°00＇E，海拔3900m（见图1），该位置（折返点）距中山站1128km，到达了DomeA区域。本文根据考察所获得的有关资料，主要就第三次内陆冰盖考察剖面的雪貌及常规气象特征进行描述，同时给出了1998～1999年距离中山站68～464km路段的表面年积雪状况。1考察剖面的雪貌特征南极大陆98﹪的面积是常年被冰雪所覆盖的，我们称之为冰盖，冰盖的平均厚度估计[1,2]为2450m。由于受降雪、极地气旋、冰川运动及南极大陆原始表面状况的综合影响，1转载中国科技论文在线http://

5、www.paper.edu.cn南极冰盖的表面并不平坦，同时，由于大部分区域是人类从未涉足的，冰雪表面的整体地貌如何不得而知，另外，由于南极大陆特定的地理和外界环境，当今人类还不可能完全采用地形测量方法进行测绘。所以，在考察过程中，考虑到整个车队的行进需要，我们采用了先进的GPS导航仪（GARMIN的GPS12XL导航仪），等间距、有规律地实时采集高程数据，虽然该方法的测定精度较低，但用于描述整个考察剖面的雪貌状况是完全可行的。[3]GPS导航仪单机定位的平面位置精度（实施SA技术）估计为±50m，由于这一精度足以能够确保南极内陆冰盖考察导航的安全性，因此，本文不作实际分析。

6、而高程测定精度可通过双观测值之差求中误差的方法来进行估计，其计算公式为[dd]m=±（1）H2n往返往返式中，n为往返重复观测的总点数；d=H−H，其中，H、H分别为第i点的iiiii往、返测高程。这次考察采集的具有往、返高程数据的总点数有565个，按（1）式计算，其高程测定精度为m=±36m。H1.1考察路线的纵剖面图图2为采用GPS导航仪按500m间距采集一个高程数据所描绘的第三次内陆冰盖考察路线的纵剖面图，图中的距离为至中山站的GPS点距。由图2可见：整个考察线路的海拔呈持续上升趋势；在距中山站200km以内，海拔上升显著，其数值为0～2000m；在距中山站200～94

7、0km路段，海拔上升缓慢，其740km路程的海拔抬高幅值仅有1000m；至940km之后，海拔又开始明显上升，其188km路程的海拔抬高幅值为900m。1.2考察路线的表面起伏状况整个考察线路的冰雪表面呈现出明显的不平坦性，可抽象地描述为由无数巨大的弧形状台阶组成，在考察途中使人总感到前方是一道白色的山脊，翻过一道，又出现一道，似乎永无尽头。图3为距中山站300km、600km、900km位置处20km路段的冰雪表面起伏状况。需说明的是，由于测高仪器设备的观测误差较大，图3所描述的冰雪表面起伏状况与真实