提名2022年度山東省自然科學獎二等獎情況

提名2022年度山東省自然科學獎二等獎情況一、項目名稱變暖背景下南極冰蓋表面物質(zhì)平衡變化過程、機理及其海平面效應研究二、提名者及提名意見提名者：山東省教育廳提名意見：我單位認真審閱了該項目的提名書及其附件材料，確認全部材料真實有效，完成人、完成單位排序無異議，相關欄目符合填寫要求，確認該項目符合山東省科學技術獎勵規(guī)定的提名條件。該項目是在國家自然科學基金面上項目和山東省自然科學基金重點項目等支持下，從點到線到面研究了南極冰蓋表面物質(zhì)平衡時空變化規(guī)律及機理，評估了表面物質(zhì)平衡的海平面效應，取得了一系列原創(chuàng)性研究成果，主要科學發(fā)現(xiàn)為：1）建立了完善的東南極冰蓋中山站-DomeA斷面表面物質(zhì)平衡監(jiān)測網(wǎng)絡，并將監(jiān)測網(wǎng)拓展到昭和站-DomeF斷面。通過觀測結合數(shù)值模擬與診斷分析，闡明了過去30年來不同地帶表面物質(zhì)平衡變化狀態(tài)、過程及機理，為解釋全球變暖背景下東南極冰蓋相對穩(wěn)定的事實提供了重要科學依據(jù)。2）提出了西南極冰蓋百年尺度表面物質(zhì)平衡變化空間異質(zhì)性的新認識，詮釋了阿蒙森低壓加強和區(qū)域海冰變化是其主要動力。3）建立了到目前為止國際上最為完善的經(jīng)質(zhì)量控制的南極冰蓋表面物質(zhì)平衡觀測數(shù)據(jù)庫，診斷氣候模式模擬能力基礎上，定量評估了南極冰蓋尺度上過去30年和150年表面物質(zhì)平衡變化量。在冰蓋動力學數(shù)值模擬研究方面取得了突破進展，發(fā)展了三維Stokes冰蓋-冰架系統(tǒng)冰流模式，闡釋了南極冰蓋底部消融速率和表面物質(zhì)平衡變化的海平面效應。項目主要成果發(fā)表在《JournalofClimate》,《GeophysicalResearchLetters》,《ClimateDynamics》和《TheCryosphere》等發(fā)表在國際地學頂級期刊上，5篇代表性論文受到了國際及國內(nèi)同行知名專家的引用和正面評價，引起了廣泛影響，SCI引用頻次124次。項目完成人當選國際冰凍圈科學協(xié)會副主席、中國極地青年科學家協(xié)會主席，獲評山東省高等學校優(yōu)秀青年創(chuàng)新團隊帶頭人，獲得山東省高等學校優(yōu)秀科研成果二等獎1項。參照山東省科學技術獎授獎條件，提名該項目申報山東省自然科學獎二等獎。三、項目簡介南極冰蓋表面物質(zhì)平衡是影響其不穩(wěn)定性的關鍵過程，任何較小的變化會直接對全球海平面產(chǎn)生顯著影響。冰蓋表面物質(zhì)平衡變化過程及機理是過去20年來國際冰凍圈領域重大和最基礎性的科學問題之一，而表面物質(zhì)平衡的海平面效應又是海洋學所關注的熱點與前沿。針對這些科學問題和國家“認識南極、保護南極、利用南極”宏觀戰(zhàn)略需求，本項目選擇我國南極科學考察有一定積累的中山站-DomeA斷面，開展觀測和數(shù)值模擬研究，并將研究拓展到整個南極冰蓋?；邳c-線-面觀測與模擬研究，揭示了冰蓋表面物質(zhì)平衡時空變化規(guī)律、過程和主要控制機理，發(fā)展了冰蓋動力學模式，定量評估了表面物質(zhì)平衡變化的海平面效應，取得了同領域國內(nèi)外同行高度關注的成果。主要科學發(fā)現(xiàn)如下：1）通過野外調(diào)查、自動監(jiān)測和記錄反演等數(shù)據(jù)獲取方法的創(chuàng)新，建立了完善的東南極冰蓋中山站-DomeA斷面表面物質(zhì)平衡監(jiān)測網(wǎng)絡，通過國際合作，將監(jiān)測網(wǎng)拓展到昭和站-DomeF斷面。基于監(jiān)測網(wǎng)的定量觀測結合數(shù)值模擬，闡明了過去30年來不同地帶表面物質(zhì)平衡變化狀態(tài)、過程及機理，為解釋全球變暖背景下東南極冰蓋相對穩(wěn)定的事實提供了重要科學依據(jù)。2）提出了西南極冰蓋百年尺度表面物質(zhì)平衡變化空間異質(zhì)性的新認識，詮釋了阿蒙森低壓加強和區(qū)域海冰變化是其主要動力。3）建立了到目前為止國際上最為完善經(jīng)質(zhì)量控制的南極冰蓋表面物質(zhì)平衡觀測數(shù)據(jù)庫，診斷氣候模式模擬能力基礎上，定量評估了南極冰蓋尺度上過去30年和150年表面物質(zhì)平衡變化量。瞄準國際前沿，發(fā)展了三維Stokes冰蓋-冰架系統(tǒng)冰流模式，闡釋了南極冰蓋底部不同消融速率和表面物質(zhì)平衡變化對海平面的影響，這在冰蓋動力學數(shù)值模擬研究方面是一重大突破。支撐成果的5篇代表性論文，中科院SCI1區(qū)4篇，SCI引用頻次124次，其中BulletinoftheAmericanMeteorologicalSociety,ReviewsofGeophysics,EarthSystemScienceData等國際地學頂級期刊它引多次。成果被第六次IPCC(政府間氣候變化專門委員會)報告引用。該項目先后共發(fā)表學術論文42篇，SCI論文34篇。建立的南極冰蓋表面物質(zhì)平衡數(shù)據(jù)庫得到同行廣泛應用。該項目支持下，獲得山東省高等學校優(yōu)秀科研成果二等獎1項，1人獲評山東省高等學校優(yōu)秀青年創(chuàng)新團隊帶頭人，1人當選國際冰凍圈科學協(xié)會副主席和中國極地青年科學家協(xié)會主席。四、代表性論文專著目錄[1]WangYetang,DingMinghu,VanWessemJ.M.,SchlosserElisabeth,AltnauT.,VandeBroekeMichielR.,LenaertsJanT.M.,ThomasElizabethR.,IsakssonElisabeth,WangJianhui,SunWeijun.AcomparisonofAntarcticIceSheetsurfacemassbalancefromatmosphericclimatemodelsandinsituobservations.JournalofClimate,2016,29:5317-5337.[2]DingMinghu,XiaoCunde,LiYuansheng,RenJiawen,HouShugui,Jinbo,Sunbo.SpatialvariabilityofsurfacemassbalancealongatraverseroutefromZhongshanstationtoDomeA,Antarctica.JournalofGlaciology,2011,57:658-666.[3]WangYetang,HouShugui,SunWeijun,LenaertsJanT.M.,VandeBroekeMichielR.,VanWessemJ.M.RecentsurfacemassbalancefromSyowaStationtoDomeF,EastAntarctica:comparisonoffieldobservations,atmosphericreanalyses,andaregionalatmosphericclimatemodel.ClimateDynamics,2015,45:2885-2899.[4]WangYetang,ThomasElizabeth,HouShugui,HuaiBaojuan,WuShuangye,SunWeijun,QiShanzhong,DingMinghu,ZhangYulun.SnowaccumulationvariabilityovertheWestAntarcticIceSheetsince1900:AcomparisonoficecorerecordswithERA-20Creanalysis.GeophysicalResearchLetters,2017,44:11482-11490.[5]ZhangTong,StephenPrice,JuLili,LengWei,JulienBrondex,Ga?lDurand,OlivierGagliardini.AcomparisonoftwoStokesicesheetmodelsappliedtotheMarineIceSheetModelIntercomparisonProjectforplanviewmodels(MISMIP3d).TheCryosphere,2017,11:179–190.五、主要完成人和完成單位情況1.王葉堂，排名1/5，行政職務：無，技術職稱：教授，工作單位：山東師范大學，完成單位：山東師范大學。對本項目主要學術貢獻：作為項目負責人，全面參與了本項目的全部工作，對提名書主要科學發(fā)現(xiàn)1、2和3做出了創(chuàng)造性貢獻。通過國際合作，將中山站-DomeA表面物質(zhì)平衡監(jiān)測網(wǎng)拓展到了昭和站-DomeF斷面，揭示了這兩斷面表面物質(zhì)平衡時空變化的主要控制機理。提出了西南極冰蓋百年尺度表面物質(zhì)變化的空間模式，詮釋了其驅(qū)動機制。首次建立了國際上到目前為止最為完善的南極冰蓋表面物質(zhì)平衡觀測數(shù)據(jù)庫，定量評估了南極冰蓋不同時間尺度的表面物質(zhì)平衡量及對海平面變化的貢獻。2.孫維君，排名2/5，行政職務：副主任，技術職稱：副教授，工作單位：山東師范大學，完成單位：山東師范大學。對本項目主要學術貢獻：是代表性論文1，3，4的主要作者。對提名書主要科學發(fā)現(xiàn)3做出了創(chuàng)造性貢獻。收集整理了表面物質(zhì)平衡觀測數(shù)據(jù)，建立了質(zhì)量控制標準，參與完成了南極冰蓋表面物質(zhì)平衡觀測數(shù)據(jù)庫的建立工作。對再分析資料和區(qū)域氣候模式模擬南極冰蓋表面物質(zhì)平衡的能力進行了定量評估，辨識了限制其能力的主要因子，指出了模式改進的方向和可能的方法，為減小氣候模式的不確定性提供了重要參考。3.丁明虎，排名3/5，行政職務：副所長，技術職稱：研究員，工作單位：中國氣象科學研究院，完成單位：中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院。對本項目主要學術貢獻：對提名書主要科學發(fā)現(xiàn)1和3做出了創(chuàng)造性貢獻。在前人南極科學考察基礎上，積極探索表面物質(zhì)平衡觀測方法的創(chuàng)新，建立了東南極冰蓋中山站-DomeA表面物質(zhì)平衡觀測網(wǎng)絡?；谟^測結果，闡述了斷面不同高度帶表面物質(zhì)平衡時空變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了該斷面內(nèi)陸和海岸區(qū)成偶極子空間型變化模式，貢獻了建立南極冰蓋表面物質(zhì)平衡實測數(shù)據(jù)庫的大量觀測數(shù)據(jù)。4.張通，排名4/5，行政職務：無，技術職稱：副教授，工作單位：北京師范大學，完成單位：中國氣象科學研究院。對本項目主要學術貢獻：對提名書主要科學發(fā)現(xiàn)3做出了創(chuàng)造性貢獻。發(fā)展了三維冰蓋和冰架系統(tǒng)的full-Stokes冰流模式，參與了多個全南極冰蓋模擬比較計劃。闡明了不同數(shù)值離散方式導致的兩種不同全階Stokes冰蓋模式接地線進退的差異性來源，開展