近日，精密测量院江利明研究团队联合英国谢菲尔德大学、美国达特茅斯学院及英国杜伦大学等国际科研机构，基于高分辨率遥感数据和ISSM冰流模型，成功重建并深入解析了格陵兰雅各布港冰川（Jakobshavn Isbr?，亦称Sermeq Kujalleq）在2016至2022年间的动力学变化及其驱动机制。研究揭示了冰川末端退缩、冰厚变化及冰下水文过程对冰流速变化的复杂影响，显著提升了冰川动力学模型在格陵兰冰盖未来演化及全球海平面上升预测中的适用性。该研究成果近日发表在国际知名期刊《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上, 由Nature lndex收录。

格陵兰冰盖（GrIS）是全球第二大冰体，通过溢出冰川向海洋输送冰量，在全球海平面变化中起着关键作用。观测和数值模拟表明，格陵兰冰川的退缩与加速已导致冰盖质量损失加剧，自20世纪末以来，该过程已贡献了格陵兰总质量损失的66±8%，相当于全球海平面上升约9.1毫米。然而，溢出冰川的运动机制极其复杂，受冰川末端退缩、冰厚变化、基底摩擦和冰下水文过程等多重因素调控，如何准确模拟这些关键过程是冰川动力学研究的核心挑战之一。研究团队利用高时空分辨率遥感数据，提取雅各布港冰川的末端位置变化，并结合多种冰流关键过程的遥感监测产品，采用ISSM冰流模型，对2016至2022年间的季节性和年际变化进行精细建模。

图 a-e 为模拟与观测冰流速的对比及控制实验，图 f-h 为两者差异，图 i-k 为 0-40 km 范围内的对比分析

研究发现，当以观测的亚月度冰川末端位置作为强迫条件时，模型可再现约76%的流速变化。在冰川末端0-10公里范围内，模型化与观测流速的误差与“浮力以上高度”（H_af）的变化显著相关。H_af作为有效压力变化的代理变量，纳入模型后可解释冰川末端0-10公里范围内90%以上的误差。模型考虑瞬态基底摩擦变化和冰厚引起的有效压力变化后，地表径流变化与流速残差误差的峰值一致，表明地表融化对冰流速的短期影响低于10%。研究表明，Jakobshavn Isbr?冰川的流速变化主要受末端位置变化的驱动，但冰厚变化和冰下水文过程引起的有效压力及基底条件的季节性变化也对其年际和季节性加速有显著影响。随着冰川向更深盆地退缩，其对季节性有效压力变化的敏感性将持续存在。该研究首次系统量化了末端退缩、冰厚变化及水文过程对格陵兰冰川动力学的影响，并强调了在数值模型中准确参数化冰下有效压力的重要性。研究成果将提升格陵兰冰盖未来演化的预测精度，为全球海平面上升评估提供更可靠的科学依据。

图a-c展示了H_af变化与冰流速的对比，图d-e展示了将H_af变化纳入模型后的结果变化

图f-g为观测和模拟流速残余差异与径流变化的对比

本研究以“Ice Thickness-Induced Variations in Effective Pressure and Basal Conditions Influence Seasonal and Multi-Annual Ice Velocity at Sermeq Kujalleq (Jakobshavn Isbr?)”为题在线发表，精密测量院为该项研究的第一完成单位，研究员江利明为通讯作者，博士生鲁茜为论文第一作者。

该研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金等支持与资助。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL111092