基于耦合热传导-冰流模型的冰川钻孔温度重建的气候反演算法比较

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中文摘要：冰川内部温度与冰面温度变化过程密切相关,因此可由实测冰温-深度剖面重建冰面温度变化.耦合热传导-冰流物理模型及其相关反演算法是基于冰温-深度剖面重建冰面温度变化的理论基础和关键.通过构造理想条件下的数值实验,分析比较了最小二乘法、Tikhonov正则化方法和蒙特卡罗算法重建百年尺度冰面温度变化的实验结果.同时,以我国藏北高原腹地的马兰冰川钻孔资料为例,结合气象资料构造真实钻孔数据模拟实验.分别给出了三种反演算法重建10 a和40 a尺度的冰面温度变化结果,并讨论了不同算法的优劣性和适用性.两组模拟实验结果均表明:Tikhonov正则化方法是目前求解该反问题的最优方法.与其他算法相比,Tikhonov正则化方法在各个时间尺度的重建结果与真实冰面温度变化吻合更好.另外,分别对重建百年和40 a尺度的冰温-深度剖面添加±0.02℃和±0.01℃的随机误差,研究发现Tikhonov正则化方法能够有效降低噪声干扰,相较其他算法得到的解更加稳定.这在一定程度上解决了该反问题中解的稳定性问题.

外文标题：Comparison of climate inversion algorithms for glacier borehole temperature reconstruction based on coupled heat conduction-ice flow model

外文关键词：

glacier temperature-depth profileheat conduction and ice-flow modelinversion algorithmcentennial glacier surface temperature reconstructionMalan Glacier

作者：

孙欢、王宁练、张泉

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作者单位：

陕西省地表系统与环境承载力重点实验室,陕西西安 710127

西北大学城市与环境学院地表系统与灾害研究院,陕西西安 710127

关键词：

冰温-深度剖面热传导-冰流模型反演算法百年冰面温度重建马兰冰川

基金：

国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项青藏高原综合科学考察研究项目(第二次)

项目编号：

42130516XDA200602012019QZKK020102

出版年：

2023

DOI：

10.7522/j.issn1000-0240.2023.0129

冰川冻土

中国地理学会中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

冰川冻土

CSTPCDCSCD

影响因子：2.546

ISSN：1000-0240

年,卷(期)：2023.45(6)

参考文献量4