格陵兰冰盖表面融水输送关键过程遥感监测

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41871327
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0113.遥感科学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The transport of meltwater (runoff) is an important hydrological process operating on ablation zone of the Greenland Ice Sheet (GrIS) surface today and is projected to become more prevalent in the future. Runoff generated on the ice sheet surface is typically transported to the bed thus influencing the development of subglacial hydrological system and ice motion. The physical process of surface water runoff on the GrIS therefore warrants study, both for basic scientific understanding and to enable better representation and parameterization of the ice sheet surface runoff in surface mass balance (SMB) models. .The proposed research would use remote sensing, established terrestrial hydrological theory, and SMB models to address three current knowledge gaps about GrIS surface runoff. The principal scientific goals are to validate the accuracy of SMB-modeled runoff; to investigate meltwater transport velocities and time delays in hillslope and channel zones of supraglacial catchments; and to assess whether supraglacial drainage patterns that form on the ice sheet surface can influence subglacial hydrologic systems. .We propose to achieve these goals through conducting a four-part work plan. In brief, the work plan would: Use the volumes of terminal supraglacial lakes, derived from ArcticDEM, Sentinel-2, and Landsat-8, to demonstrate the accumulative runoff produced in supraglacial catchments and thus to validate the accuracy of SMB-modeled runoff; Use two established terrestrial hydrological theories, Unit Hydrograph and Width Function, to quantify optimal meltwater transport velocities in hillslope and channel zones using high-resolution WorldView images and consequently to investigate meltwater transport delays in supraglacial catchments; Conduct variable meltwater inputs to determine the influence of meltwater in the simulations of subglacial and ice flow models; Measure the supraglacial river discharge of the Rio Behar catchment for 3-5 days in field..By the conclusion of the project, we anticipate delivering significantly improved knowledge of surface meltwater routing on the GrIS surface.
格陵兰冰面融水输送显著影响冰盖表面物质损失,融水进入冰盖内部还能够影响冰下水文系统发育。目前,冰面物质平衡模型是研究冰面融水输送的主要手段,但是这类模型缺乏实际观测数据的验证,径流建模结果存在较大不确定性。本项目综合ArcticDEM,Sentinel-2与Landsat-8数据精细测算冰面湖体积,获取长时间、大范围、低成本的冰面径流观测数据,验证冰面径流建模精度;迁移单位线等陆地流域水文学方法,通过高分WorldView影像监测融水输送距离,实地测量冰面水系流量,分析冰面流域融水输送速率与滞时,掌握流域汇流过程;利用不同情景下的流域出口流量驱动冰下水文系统演化,理解冰面融水对冰下水文系统的影响。最终回答如下关键科学问题:(1)冰面物质平衡模型是否准确建模了冰面径流量?(2)如何理解冰面流域汇流关键过程?(3)冰面融水输入是否显著影响冰下水文系统演化?提升对格陵兰冰盖消融机制的理解。

结项摘要

格陵兰冰盖总冰量约7米海平面当量。近20年,格陵兰冰盖物质损失加速,已成为对全球海平面上升威胁最大的冰体。冰面融水径流是造成格陵兰冰盖表面物质损失的主要原因。同时,融水进入冰盖内部,能够驱动冰下水文系统发育,进而影响冰盖运动。然而,准确模拟格陵兰冰面融水径流及其影响十分具有挑战性:冰面融水分布广泛、变化迅速,识别难度大,融水径流通常作为其他区域气候模型变量的残差变量,模拟结果误差大,融水影响冰下水文系统发育的机制尚不清楚,融水加速或减缓了冰盖运动这一基本科学问题尚无定论。本项目观测与模拟冰面融水径流关键水文过程,分析区域气候模型融水径流模拟精度,探索融水进入冰盖内部对于冰盖运动与稳定性的影响,取得了如下研究成果:(1)提出了一种基于终端冰面湖体积的径流量遥感直接观测方法,集成卫星遥感影像与高分辨率数字地形模型,解决了冰面径流量观测时间短、区域小、成本高等问题,揭示了目前常用的区域气候模型都过高估算了冰面径流量;(2)发现了冰面水系与冰面湖共同控制着冰面融水的输送和存储,分析了西南格陵兰冰盖冰面融水动态变化,发现了冰面融水面积与模型模拟的冰面融水径流量呈正相关关系,揭示了冰面流域融水输送速率与滞时;(3)对比分析了综合单位线、重标宽度函数、融水输送-湖泊填充三种冰面融水输送模型模拟流域出口径流过程线的精度,以流域出口的径流过程线驱动冰下水文模型,分析了冰面融水供给对于冰下有效水压的影响,三种冰面融水输送模型均能够较为准确的模拟流域出口的径流过程线,但是在模拟冰面径流峰值大小与滞时长短时存在显著差异。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Intercomparison of surface meltwater routing models for the Greenland ice sheet and influence on subglacial effective pressures
格陵兰冰盖表面融水路径模型的比较及其对冰下有效压力的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    The Cryosphere
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kang Yang;Aleah Sommers;Lauren C. Andrews;Laurence C. Smith;Xin Lu;Xavier Fettweis;Manchun Li
  • 通讯作者:
    Manchun Li
High-resolution satellite-derived river network map reveals small Arctic river hydrography
高分辨率卫星河流网络地图揭示了北极小河流的水文学
  • DOI:
    10.1088/1748-9326/abf463
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Environmental Research Letters
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Xin Lu;Kang Yang;Mia M Bennett;Chang Liu;Wei Mao;Ya Li;Wensong Zhang;Manchun Li
  • 通讯作者:
    Manchun Li
Small Arctic rivers mapped from Sentinel-2 satellite imagery and ArcticDEM
根据 Sentinel-2 卫星图像和 ArcticDEM 绘制的北极小河流
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2020.124689
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Journal of Hydrology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Xin Lu;Kang Yang;Yao Lu;Colin J. Gleason;Laurence C. Smith;Manchun Li
  • 通讯作者:
    Manchun Li
Surface meltwater runoff on the Greenland ice sheet estimated from remotely sensed supraglacial lake infilling rate
根据遥感冰上湖泊填充率估算格陵兰冰盖表面融水径流
  • DOI:
    10.1016/j.rse.2019.111459
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Remote Sensing of Environment
  • 影响因子:
    13.5
  • 作者:
    Kang Yang;Laurence C. Smith;Xavier Fettweis;Colin J. Gleason;Yao Lu;Manchun Li
  • 通讯作者:
    Manchun Li
Supraglacial Drainage Efficiency of the Greenland Ice Sheet Estimated From Remote Sensing and Climate Models
根据遥感和气候模型估算格陵兰冰盖冰上排水效率
  • DOI:
    10.1029/2021jf006269
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Journal of Geophysical Research: Earth Surface
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kang Yang;Laurence C. Smith;Lauren C. Andrews;Xavier Fettweis;Manchun Li
  • 通讯作者:
    Manchun Li

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其他文献

一种基于改进网络编码的匿名通信机制研究
  • DOI:
    10.19734/j.issn.1001-3695.2018.06.0475
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨康;翟江涛;戴跃伟
  • 通讯作者:
    戴跃伟
New bounds of Wilker- and Huygens-type inequalities for inverse trigonometric functions
反三角函数的威尔克型和惠更斯型不等式的新界
  • DOI:
    10.1007/s13398-020-00969-2
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Revista de la Real Academia de Ciencias Exactas, Fiacutesicas y Naturales. Serie A.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈小雕;王辉;杨康;谢进
  • 通讯作者:
    谢进
基于ENVI /IDL 的AVHRR 1B 数据格式读取与预处理软件模块开发
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐昕;杨康;王静;祝善友
  • 通讯作者:
    祝善友
表面机械研磨处理对纯铜棘轮行为的影响: 宏微观试验与本构模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    表面技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨康;赵建锋;何风;阚前华;赵君文;张旭
  • 通讯作者:
    张旭
冰川表面水文过程研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    冰川冻土
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨康;刘巧
  • 通讯作者:
    刘巧

其他文献

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杨康的其他基金

格陵兰北部地区融水汇流过程遥感观测、模拟与影响分析
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
格陵兰冰盖表面水系形态特征与融水输送效率遥感研究
  • 批准号:
    41501452
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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