记者1月22日从中山大学遥感科学与技术学院获悉，研究人员与合作者在国际期刊《Earth System Science Data》发表南极冰山观测的相关研究成果，刷新国际传统研究方法对南极冰山的整体认知。

小尺度冰山数量长期被低估

目前，关于南极冰山分布的工作按照数据来源和生产方法的不同，主要可以分为四类数据库或数据产品：

一是挪威基于船舶观测数据的SCAR国际冰山数据库，但观测范围受航行路线限制，难以系统覆盖整个南大洋；二是美国基于低空间分辨率的微波辐射计和雷达散射计数据的BYU/NIC冰山轨迹数据库，仅包含长轴大于5公里的冰山；三是法国基于雷达高度计的Altiberg数据库，虽然覆盖范围广，但无法分辨海冰密集区的冰山信号；四是基于高分辨率SAR数据的环南极冰山分布数据产品，但仅获取南极沿岸冰山数据。

这些数据库在各自领域贡献卓著，但都存在一个共同缺陷：缺少一个既具备长时间序列、又能覆盖整个南大洋及不同尺寸冰山的综合数据库。小尺度冰山长期被低估，而它们恰恰占据了冰山总数的绝大部分。这一数据空白在很大程度上限制了人们对冰山、海冰与冰架之间相互作用机制及其对南极淡水循环和冰架稳定性的整体认识。

中大团队给南极冰山“规范建档”

日前，中山大学研究人员与合作者在国际期刊《Earth System Science Data》发表南极冰山观测的相关研究成果，首次构建了覆盖整个南大洋、兼顾不同尺度冰山的高精度冰山数据集，为系统认识冰山-海冰-冰架相互作用提供了关键数据基础。

文章的通讯作者、中大遥感科学与技术学院副教授李腾详细阐述了这次南极冰山“建档”的技术路线：“我们基于Google Earth Engine平台获取Sentinel-1 SAR镶嵌影像，覆盖南纬55°以南的南大洋海域。研究采用增量随机森林分类与人工校正相结合的半自动方法，提取了面积大于0.04平方公里的冰山，构建了2018-2023年每年10月的冰山分布数据集。”

这个数据集给每座冰山建立了“身份档案”，记录了冰山的地理坐标及几何属性（面积、周长、长轴和短轴），并给出了面积不确定性估计。在固定密度假设下，结合冰山尺寸-质量关系估算了冰山质量及其不确定性范围，最终构建了一个环南极冰山综合数据集。

结果显示冰山数量三年激增50%

数据分析揭示了南极冰山分布的惊人变化。结果显示，南极冰山的数量和总面积存在显著的年际变化：冰山数量由2018年的约3.4万个激增至2021年的约5.1万个，增幅达50%；总面积同期由3.8万平方公里增至5.2万平方公里。这些剧烈变化与重大冰架崩解事件密切相关，并在2022年出现回落。

研究期内冰山年平均总面积为4.4万平方公里——相当于两个半北京市的面积，平均总质量高达9千亿吨。基于测试集样本的验证结果表明，本研究采用的增量随机森林分类方法在准确率、召回率和F1值上均超过0.90，显示出极高的可靠性。与现有冰山产品（包括美国的BYU/NIC冰山数据库和法国的Altiberg数据库）的对比表明，该数据集在空间分布特征上具有较高一致性，同时在空间覆盖范围、可探测冰山尺度以及在高海冰密集区的识别能力方面表现出明显优势。

“这个数据集弥补了以往观测对小尺度冰山长期低估的不足，”中山大学遥感科学与技术学院院长程晓教授表示，“它为研究南极冰山对南大洋环境的影响、冰盖质量平衡、冰架崩解机制以及冰山破碎过程对气候变化的响应提供了重要的数据基础。目前，这套数据已经开放共享。”

据了解，南极冰山作为淡水载体，其融化释放直接改变海洋局部生态系统、温盐结构与层化状态，进而影响南大洋热盐环流，并通过“施肥效应”为海洋生物提供营养，对全球气候具有重要调节作用。它的重要性毋庸置疑，但由于南极海域环境复杂、海冰覆盖广泛，目前仍缺乏全南极尺度的高精度冰山分布数据与系统分析，使其环境效应难以定量评估。近年来，国内外学者持续致力于构建更完善的冰山分布数据库，以精确量化南极冰山的规模与分布。

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