| 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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| 引用本文： | 孙欢,王宁练,张泉.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[J].冰川冻土,2023(6):1703-1715. |
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| 作者姓名： | 孙欢 王宁练 张泉 |
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| 作者单位： | 1. 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室;2. 西北大学城市与环境学院地表系统与灾害研究院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(42130516)；;中国科学院战略性先导科技专项(XDA20060201)； |
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| 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。
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| 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 |
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