R USSELL 區域冰層構造與速度分析成果

根據以上文獻，可知雖然藉由各種三維變動法求解之組合確實可獲得 Russell 冰河表面變動資訊，然並無法了解其冰層變動之機制。故為分析造 成冰河移動之原因，由文獻可知氣候變化造成之氣溫與海溫增加，將使得 冰層消融之融水由冰隙滲透至底部冰層與基岩之間，進而傳導熱度並潤滑 冰層，使得上方冰河移動加劇（Thomsen et al., 1988），故知研究冰河之基 岩地勢與冰層厚度為重要參考。

故本研究將承接第四章經 ESA-CCI 產品檢核後之冰河表面速度位移，

再結合以下數化之冰面冰隙與冰面湖、冰底基岩渠道網絡，並參佐數值動 力模型反演之介面摩擦力與測站氣候資料後，應用相關冰河變動理論以針 對 Russell 區域之冰河變動機制分析，整體流程圖如圖 5 - 4。

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圖 5 - 4 分析冰層行為與變動機制之流程示意圖

而針對格陵蘭 Russell 冰河之地層資料，可於 NASA 之 IceBridge BedMachine 計畫中針對格陵蘭透過空載與衛載雷達取得之基岩地形資料中 取得（Colgan et al., 2015; Morlighem et al., 2015）。圖 5 - 5 中可見由 ESA-CCI 取得之 2015-2016 日均變動量與 BedMachine 之基岩高程冰層厚度 之比較。

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（a）

（b）

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（c）

圖 5 - 5 Russell 冰河移動與冰層結構

（a）2015-2016 平均日變動量（ESA） （b）冰層厚度 （c）基岩高度

比較圖 5 - 5，可發現研究區域內變動速度明顯較快之五楔形處，恰好 均 位 於 冰 層 較 厚 而 基 岩 地 勢 較 低 之 處 。 由 格 陵 蘭 水 文 系 統 模 型

（Cryo-hydrologic model）與冰河物理可知，因此些地方其上之冰層較厚，

造成其底部冰面受到較大壓力而降低冰之熔點，即所謂壓融點（Pressure Melting Point，PMP）將隨壓力增加而降低；而當該處受到摩擦熱或周遭氣 水溫提升導致溫度超過 PMP 時，將使得底部冰層發生物態變化而融化為水

（Lüthi et al., 2013），並與因氣候暖化造成之冰層內（En-glacial）逕流水匯 流，進而使冰層之底部與基岩間有一水層存在，將使得冰層與基岩間之黏 性與摩擦力降低而提高冰河滑移速度，此過程即所謂熱－黏性系統崩解（圖 5 - 6）（thermal-viscous collapse）（Robin, 1976; Colgan et al., 2015）。

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圖 5 - 6 熱－黏性系統崩解示意圖（Colgan et al., 2015）

圖 5 - 7 Russell 冰河之冰層厚度與基岩高度 3D 示意圖

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而針對區域內冰河移動速度之趨勢，由第四章第四節之雷達 PO 時間 序列成果，即可看出於 2016 年之最大移動速度大約落於 6 至 7 月，而 12 月亦有一短暫加速狀態。結合本章第一節之冰河構造與加速理論，並參佐 該區域之月平均氣候資料後，如圖 5 – 8，可推測夏季長時期之加速係因溫 度較高與降雨高峰所致，即因熱傳導與融水增加增溫進而使冰層/基岩介面 摩擦力降低而令冰層移動增速；反之冬季之短時期增速可能因雨量之增加，

透過裂隙滲透至冰層/基岩介面後並帶來超出冰底層渠道所能容納之水量，

導致水壓上升而降低冰層摩擦力而增速所致。

然觀察未平均處理之原始變動量，可見其仍有許多短週期波動之變動，

由文獻可知其可能與短週期之降雨降雪導致冰底/基岩界面水壓間歇升降

（Hoffman et al., 2011; Bartholomew et al., 2012），或與突發性之融水量或降 雨量超出既有渠道可排疏之融量所致（Schoof, 2010; Colgan, Rajaram, et al., 2011; Bartholomew et al., 2012; Andrews et al., 2014）。

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圖 5 - 8 冰層表面移動速度與氣象資料之比較

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