摘要gydF4y2Ba
与格陵兰岛和南极冰盖不同的冰川正在迅速缩小，改变了该地区的水文gydF4y2Ba1gydF4y2Ba导致全球海平面上升gydF4y2Ba2gydF4y2Ba增加自然灾害gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba．然而，由于缺乏有约束的质量损失观测资料，卫星时代的冰川演变只能被部分了解，是地理和时间上的拼凑gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba．在这里，我们揭示了21世纪早期冰川质量损失的加速模式，尽管这种模式是截然不同的。利用大量未开发的卫星档案，我们以高时空分辨率绘制了地球上所有冰川的地表高程变化。我们通过独立的高精度测量广泛验证了我们的估计，并提出了全球完整和一致的冰川质量变化估计。我们表明，在2000-2019年期间，冰川每年损失267±160亿吨的质量，相当于观测到的海平面上升的21±3%gydF4y2Ba6gydF4y2Ba．我们确定了每年每十年48±160亿吨的质量损失加速，解释了观测到的海平面上升加速的6%至19%。特别是，在过去20年里，冰盖外围的冰川变薄速度翻了一番。目前，与单独的格陵兰岛或南极冰盖相比，冰川以类似或更大的加速度失去了更多的质量gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba．通过揭示许多地区的质量变化模式，我们发现对比鲜明的冰川波动与降水和温度的年代际变化一致。其中包括北大西洋的质量损失减速异常，美国西北部冰川的质量损失强烈加速，以及喀喇昆仑冰川质量增加异常的明显结束gydF4y2Ba10gydF4y2Ba．我们预计，我们高度确定的估计将促进对支配冰川变化分布的驱动因素的理解，并扩展我们在所有尺度上预测这些变化的能力。为地方和区域范围的水资源和冰冻圈风险管理以及全球范围的海平面上升减缓设计适应性政策，迫切需要以观测为基准的强有力的预测。gydF4y2Ba
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数据可用性gydF4y2Ba
全球、区域、瓦和冰川海拔和质量变化时间序列，5年、10年和20年100米分辨率的海拔变化地图，以及本文中的表格可在https://doi.org/10.6096/13上公开获取。gydF4y2Ba源数据gydF4y2Ba提供了这篇论文。gydF4y2Ba
代码的可用性gydF4y2Ba
本文中为全局处理和分析所有数据以及生成图形和表格而开发的代码可在gydF4y2Bahttps://github.com/rhugonnet/ww_tvol_studygydF4y2Ba．与此同时开发的用于处理ASTER数据的代码可在Python包pymmaster中获得gydF4y2Bahttps://github.com/luc-girod/MMASTER-workflowsgydF4y2Ba(连同证明文件载于gydF4y2Bahttps://mmaster-workflows.readthedocs.iogydF4y2Ba)和用于处理DEM时间序列的Python包pyddem atgydF4y2Bahttps://github.com/iamdonovan/pyddemgydF4y2Ba(连同证明文件载于gydF4y2Bahttps://pyddem.readthedocs.iogydF4y2Ba)．gydF4y2Ba
参考文献gydF4y2Ba
亚洲不断缩小的冰川保护了大量人口免受干旱压力。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba569gydF4y2Ba， 649-654(2019)。gydF4y2Ba
WCRP全球海平面预算小组。1993年至今全球海平面预算。gydF4y2Ba地球系统。科学。数据gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 1551-1590(2018)。gydF4y2Ba
斯托费尔，M. & Huggel, C.气候变化对山地环境大规模运动的影响。gydF4y2Ba掠夺。理论物理。GeogrgydF4y2Ba．gydF4y2Ba36gydF4y2Ba， 421-439(2012)。gydF4y2Ba
联合国政府间气候变化专门委员会。gydF4y2BaIPCC气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告gydF4y2Ba(eds Pörtner, h.o.等)(IPCC, 2019)。gydF4y2Ba
加德纳等人。冰川对海平面上升的贡献:2003年至2009年。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba340gydF4y2Ba， 852-857(2013)。gydF4y2Ba
Nerem, R. S.等。高度计时代探测到气候变化导致海平面加速上升。gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2Ba115gydF4y2Ba， 2022-2025(2018)。gydF4y2Ba
IMBIE团队。1992年至2018年格陵兰冰盖的物质平衡。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba579gydF4y2Ba， 233-239(2020)。gydF4y2Ba
IMBIE团队。1992 - 2017年南极冰盖的物质平衡。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba558gydF4y2Ba， 219-222(2018)。gydF4y2Ba
史密斯，B.等。普遍的冰盖质量损失反映了相互竞争的海洋和大气过程。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba368gydF4y2Ba， 1239-1242(2020)。gydF4y2Ba
Kääb, A.， Berthier, E.， Nuth, C.， Gardelle, J. & Arnaud, Y. 21世纪早期喜马拉雅山冰川质量变化的对比模式。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba488gydF4y2Ba， 495-498(2012)。gydF4y2Ba
Kulp, S. A. & Strauss, B. H.新的海拔数据是海平面上升和沿海洪水对全球脆弱性的三倍估计。gydF4y2BaNat。CommungydF4y2Ba．gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 4844 (2019);作者修正gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 5752(2019)。gydF4y2Ba
Immerzeel, W. W.等人。世界水塔的重要性和脆弱性。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba577gydF4y2Ba， 364-369(2020)。gydF4y2Ba
马泽恩，B. Cogley, J. G. Richter, K. & Parkes, D.全球冰川质量损失归因人为和自然原因。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba345gydF4y2Ba， 919-921(2014)。gydF4y2Ba
胡斯，M. & Hock .未来冰川质量损失的全球尺度水文响应。gydF4y2BaNat,爬。常gydF4y2Ba．gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 135-140(2018)。gydF4y2Ba
联合国政府间气候变化专门委员会。gydF4y2Ba2014年气候变化:影响、适应和脆弱性。B部分:区域方面gydF4y2Ba(剑桥大学出版社，2014)。gydF4y2Ba
Cauvy-Fraunié， S. & Dangles, O.冰川退缩对生物多样性响应的全球综合。gydF4y2BaNat,生态。另一个星球gydF4y2Ba．gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba， 1675-1685(2019)。gydF4y2Ba
世界冰川监测服务。gydF4y2Ba冰川波动数据库gydF4y2Bahttps://wgms.ch/data_databaseversions/gydF4y2Ba(2019)。gydF4y2Ba
班伯，J. L.，韦斯特韦，R. M.， Marzeion, B. & Wouters, B.卫星时代陆地冰对海平面的贡献。gydF4y2Ba环绕。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 063008 (2018);应改正的错误gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 099502(2018)。gydF4y2Ba
Wouters, B.， Gardner, A. S. & Moholdt, G. GRACE卫星任务期间的全球冰川质量损失(2002-2016)。gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 96(2019)。gydF4y2Ba
Ciracì， E.， Velicogna, I. & Swenson, S.来自GRACE和GRACE后续任务的世界冰川和冰盖大规模损失的连续性。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba47gydF4y2Ba， 226(2020)。gydF4y2Ba
泽普，M.等人。1961 - 2016年全球冰川质量变化及其对海平面上升的贡献gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba568gydF4y2Ba， 382-386(2019)。gydF4y2Ba
RGI财团。gydF4y2Ba伦道夫冰川目录-全球冰川轮廓数据集gydF4y2Ba．技术报告gydF4y2Bahttps://www.glims.org/RGI/00_rgi60_TechnicalNote.pdfgydF4y2Ba(全球陆地冰的空间测量，2017)。gydF4y2Ba
将测地冰川体积变化转换为质量变化的密度假设。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 877-887(2013)。gydF4y2Ba
Ablain, M.等人。全球平均海平面变化、趋势和加速的卫星估计的不确定性。gydF4y2Ba地球系统。科学。数据gydF4y2Ba11gydF4y2Ba， 1189-1202(2019)。gydF4y2Ba
Velicogna等人。GRACE和GRACE后续任务中格陵兰岛和南极洲冰盖质量损失的连续性。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba47gydF4y2Ba， l11501(2020)。gydF4y2Ba
拉森，c.f.等。表面融化主导着阿拉斯加冰川的质量平衡。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba42gydF4y2Ba， 5902-5908(2015)。gydF4y2Ba
布拉斯克斯等人。探索GRACE估计地球表面质量再分布的不确定性:对全球水和海平面预算的影响。gydF4y2Ba地球物理学。j . IntgydF4y2Ba．gydF4y2Ba215gydF4y2Ba， 415-430(2018)。gydF4y2Ba
谢恩，D. E.等人。亚洲高山冰川物质平衡的系统、区域评价。gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 363(2020)。gydF4y2Ba
Braun, m.h.等人。限制南美冰川海拔和质量变化。gydF4y2BaNat,爬。常gydF4y2Ba．(2019)。gydF4y2Ba
德赫克，A.等人。从Mont-Blanc地区的TanDEM-X数据推断的高程变化:x波段干涉测量偏差的影响。gydF4y2BaIEEE J. Sel。上面。达成。地球观察。远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 3870-3882(2016)。gydF4y2Ba
Sandberg Sørensen, L.等人从ERS、Envisat和CryoSat-2雷达测高观测格陵兰冰盖25年的海拔变化。gydF4y2Ba地球的星球。科学。列托语gydF4y2Ba．gydF4y2Ba495gydF4y2Ba， 234-241(2018)。gydF4y2Ba
贝维斯，等人。格陵兰岛内冰块的加速变化，以及冰盖对大气强迫的敏感性。gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2Ba116gydF4y2Ba， 1934-1939(2019)。gydF4y2Ba
加罗德，r.d.等人。智利中部特大干旱(2010-2018):气候动力学视角。gydF4y2BaInt。j . ClimatolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba40gydF4y2Ba， 421-439(2020)。gydF4y2Ba
雷珀，S. C. B. &布雷斯韦特，R. J.全球变暖下山地冰川和冰盖的低海平面上升预测。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba439gydF4y2Ba， 311-313(2006)。gydF4y2Ba
帕克斯，D. & Marzeion, B. 20世纪未知冰川对海平面上升的贡献。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba563gydF4y2Ba， 551-554(2018)。gydF4y2Ba
贝克尔，j.j.等。30角秒分辨率的全球水深和高程数据:SRTM30_PLUS。gydF4y2Ba3月大地测量学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba32gydF4y2Ba， 355-371(2009)。gydF4y2Ba
Tielidze, L. G. & Wheate, R. D.大高加索冰川清单(俄罗斯，格鲁吉亚和阿塞拜疆)。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba12gydF4y2Ba， 81-94(2018)。gydF4y2Ba
邓斯，T.等人。由水热力学反馈促进夏季融化的冰川激增机制。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 197-215(2015)。gydF4y2Ba
麦克米伦等人。基于海洋的北极冰帽的快速动态激活:冰帽动态激活。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba41gydF4y2Ba， 8902-8909(2014)。gydF4y2Ba
Nuth, C.等。北极潮汐冰川崩塌揭示了动态脆弱性。gydF4y2Ba科学。代表gydF4y2Ba．gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 5541(2019)。gydF4y2Ba
霍瓦特，I. M.，内格雷特，A. &史密斯，B. E.格陵兰冰测绘项目(GIMP)土地分类和地表高程数据集。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 1509-1518(2014)。gydF4y2Ba
弗雷特韦尔，P.等。床图2:改进的南极洲冰床、表面和厚度数据集。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 375-393(2013)。gydF4y2Ba
NASA/METI/AIST/日本宇宙系统和美国/日本ASTER科学团队。gydF4y2BaASTER 1A级数据集-重建，未处理的仪器数据gydF4y2Ba．2001, NASA EOSDIS陆地过程DAAC, 2001);gydF4y2Bahttps://doi.org/10.5067/ASTER/AST_L1A.003gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
波特，C.等。gydF4y2BaArcticDEMgydF4y2Ba(Harvard Dataverse, 2018);gydF4y2Bahttps://dataverse.harvard.edu/dataset.xhtml?persistentId=doi:10.7910/DVN/OHHUKHgydF4y2Ba．gydF4y2Ba
何华，I. M.，波特，C.，史密斯，B. E.，能，M.- j .。南极洲参考高程模式。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 665-674(2019)。gydF4y2Ba
里佐利，P.等。全球TanDEM-X数字高程模型的生成和性能评估。gydF4y2BaJ.摄影远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba132gydF4y2Ba， 119-139(2017)。gydF4y2Ba
Vassilaki, D. I. & Stamos, A. A. TanDEM-X DEM:使用激光雷达数据和dsm的比较性能评估。ISPRS J。gydF4y2BaPhotogramm。远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba160gydF4y2Ba， 33-50(2020)。gydF4y2Ba
Nuth, C. & Kääb, A.用于量化冰川厚度变化的卫星高程数据集的联合配准和偏差校正。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba5gydF4y2Ba， 271-290(2011)。gydF4y2Ba
Rupnik, E.， Daakir, M. & Pierrot Deseilligny, M. MicMac -一个免费的，开源的摄影测量解决方案。gydF4y2BaGeospat开放。Softw数据。站gydF4y2Ba．gydF4y2Ba2gydF4y2Ba， 14(2017)。gydF4y2Ba
Girod, L.， Nuth, C.， Kääb, A. McNabb, R. & Galland, O. MMASTER:用于高程变化监测的改进ASTER dem。gydF4y2Ba远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 704(2017)。gydF4y2Ba
威尔斯，D. J. & Doye, J. P. K.基于盆地跳跃的全局优化和含110个原子的Lennard-Jones簇的最低能量结构。gydF4y2Ba期刊。化学。一个gydF4y2Ba101gydF4y2Ba， 5111-5116(1997)。gydF4y2Ba
能剧,蔡明俊。何伟。基于搜索空间最小化(SETSM)算法的TIN表面提取。gydF4y2BaJ.摄影远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba129gydF4y2Ba， 55-76(2017)。gydF4y2Ba
Dussaillant, I.等。安第斯山脉20年的冰川流失。gydF4y2BaNat。GeoscigydF4y2Ba．gydF4y2Ba12gydF4y2Ba， 802-808 (2019);作者修正gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 711(2020)。gydF4y2Ba
Brun, F.， Berthier, E.， Wagnon, P.， Kääb, A. & Treichler, D.高原亚洲冰川质量平衡的空间分辨率估计，2000-2016。gydF4y2BaNat。GeoscigydF4y2Ba．gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 668-673 (2017);作者修正gydF4y2Ba11gydF4y2Ba， 543(2018)。gydF4y2Ba
崎岖地形中ASTER立体数据的三维地形图绘制。gydF4y2BaIEEE反式。Geosci。远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba40gydF4y2Ba， 2241-2247(2002)。gydF4y2Ba
廓尔喀地震在朗塘山谷引发的滑坡、体积和引发过程。gydF4y2Ba地球行星空间gydF4y2Ba68gydF4y2Ba， 1-10(2016)。gydF4y2Ba
谢恩，D. E.等人。用于从高分辨率商业立体卫星图像大规模生产数字高程模型(dem)的自动化、开源管道。gydF4y2BaJ.摄影远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba116gydF4y2Ba， 101-117(2016)。gydF4y2Ba
Höhle, J. & Höhle, M.通过稳健统计方法对数字高程模型的准确性评估。gydF4y2BaJ.摄影远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba64gydF4y2Ba， 398-406(2009)。gydF4y2Ba
威廉姆斯，C. K. I. &拉斯穆森，C. E.。gydF4y2Ba机器学习的高斯过程gydF4y2Ba卷2(麻省理工学院出版社，2006年)。gydF4y2Ba
Schiefer, E.， Menounos, B. & Wheate, R.加拿大不列颠哥伦比亚省冰川的近期体积损失。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．(2007)。gydF4y2Ba
Nuimura T.， Fujita K.， Yamaguchi S. & Sharma R. R. 1992-2008年尼泊尔喜马拉雅昆布地区冰川高程变化。gydF4y2Baj . GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba58gydF4y2Ba， 648-656(2012)。gydF4y2Ba
威利斯，M. J, Melkonian, A. K，普里查德，M. E.和里维拉，A. 2000年至2012年间南美南巴塔哥尼亚冰原的冰损失。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba39gydF4y2Ba， l17501(2012)。gydF4y2Ba
Pedregosa, F.等人。Scikit-learn: Python中的机器学习。gydF4y2Baj·马赫。学习。ResgydF4y2Ba．gydF4y2Ba12gydF4y2Ba， 2825-2830(2011)。gydF4y2Ba
Zwally, H. J.， Schutz, R.， Hancock, D. & Dimarzio, J.。gydF4y2BaGLAS/ICESat L2全球地表高程数据(HDF5)，版本34gydF4y2Ba(NASA冰雪数据中心，2014);gydF4y2Bahttps://nsidc.org/data/GLAH14gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
亚历山德罗夫，O.， McMichael, S. & Beyer。r. a。gydF4y2BaIceBridge DMS L3 Ames立体管道摄影测量DEM，版本1gydF4y2Ba(2019年6月1日访问);gydF4y2Bahttps://nsidc.org/data/IODEM3/versions/1gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
拉森,C。gydF4y2Ba冰桥UAF激光雷达扫描仪L1B地理定位表面高程三组，版本1gydF4y2Ba(2020年2月20日访问);gydF4y2Bahttps://nsidc.org/data/ILAKS1B/versions/1gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
Beyer, R. A.， Alexandrov, O. & McMichael, S. The Ames Stereo Pipeline: NASA用于推导和处理地形数据的开源软件。gydF4y2Ba地球空间科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba5gydF4y2Ba， 537-548(2018)。gydF4y2Ba
足迹内地形起伏和植被垂直结构的ICESat波形测量。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba32gydF4y2Ba， l21s10(2005)。gydF4y2Ba
Gardelle J.， Berthier, E. & Arnaud, Y.分辨率和雷达穿透对DEM差异计算的冰川高程变化的影响。gydF4y2Baj . GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba58gydF4y2Ba， 419-422(2012)。gydF4y2Ba
McNabb, R.， Nuth, C.， Kääb, A. & Girod, L.冰川体积变化估算对DEM空洞插值的敏感性。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 895-910(2019)。gydF4y2Ba
克雷西，美国作家。gydF4y2Ba空间数据统计gydF4y2Ba4卷。gydF4y2Ba， 613-617 (Wiley, 1993)。gydF4y2Ba
罗尔斯塔德，C.， Haug, T. & Denby, B.基于地质统计分析的空间集成大地冰川质量平衡及其不确定性:在挪威斯瓦蒂森冰盖西部的应用。gydF4y2Baj . GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba55gydF4y2Ba， 666-680(2009)。gydF4y2Ba
德赫克，A.等人。自1970年代以来用于全球高程变化分析的解密KH-9 Hexagon卫星图像的自动处理。gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 566802(2020)。gydF4y2Ba
Menounos, B.等人。北美西部冰川的异质变化与纬向风力的年代际变化有关。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba46gydF4y2Ba， 200-209(2018)。gydF4y2Ba
Howat, i.m.， Smith, b.e.， Joughin, I. & Scambos, t.a.从联合ICESat和ASTER观测格陵兰岛东南部冰体积损失的速率。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba35gydF4y2Ba， l17505(2008)。gydF4y2Ba
王，D. & Kääb, A.利用DEM时间序列模拟冰川高程变化。gydF4y2Ba远程SensgydF4y2Ba．gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 10117-10142(2015)。gydF4y2Ba
考格利，J. G. &亚当斯，W. P.除冰原外冰川的质量平衡。gydF4y2Baj . GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba44gydF4y2Ba， 315-325(1998)。gydF4y2Ba
乔尔内尔，陈志伟，陈志伟。gydF4y2Ba采矿地质统计学gydF4y2Ba卷600(文献出版社，1978年)。gydF4y2Ba
韦伯斯特，R. &奥利弗，m.a。gydF4y2Ba环境科学家地质统计学gydF4y2Ba(John Wiley & Sons, 2007)。gydF4y2Ba
Gräler, B.， Pebesma, E. & Heuvelink, G.时空插值使用gstat。gydF4y2BaR JgydF4y2Ba．gydF4y2Ba8gydF4y2Ba204(2016)。gydF4y2Ba
Mälicke, M. & Schneider, h.d。gydF4y2BaScikit-GStat 0.2.6:一个用Python编写的Scipy风格的地质统计分析工具箱gydF4y2Ba(2019);gydF4y2Bahttps://zenodo.org/record/3531816#.YFsJ737Le00gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
Dussaillant, I.， Berthier, E. & Brun, F. 2000 - 2012年使用两种独立方法对北巴塔哥尼亚冰原进行大地质量平衡。gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba6gydF4y2Ba， 8(2018)。gydF4y2Ba
Berthier, E, Scambos, T. A. & Shuman, C. A. Larsen B支流冰川(南极半岛)的质量损失自2002年以来有增无减。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba．gydF4y2Ba39gydF4y2Ba， l13501(2012)。gydF4y2Ba
Granshaw, f.d.， Fountain, a.g.冰川变化(1958-1998)在北瀑布国家公园，华盛顿，美国。gydF4y2Baj . GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba52gydF4y2Ba， 251-256(2006)。gydF4y2Ba
Pfeffer, W.等人。伦道夫冰川清单:全球完整的冰川清单。gydF4y2Baj . GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba60gydF4y2Ba， 537-552(2014)。gydF4y2Ba
拉斯特纳，P.等。格陵兰岛当地冰川和冰盖的第一个完整清单。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba6gydF4y2Ba， 1483-1495(2012)。gydF4y2Ba
Bolch, T.， Menounos, B. & Wheate, R. 1985-2005年加拿大西部基于陆地卫星的冰川清单。gydF4y2Ba遥感，环境gydF4y2Ba．gydF4y2Ba114gydF4y2Ba， 127-137(2010)。gydF4y2Ba
Pelto, B. M.， Menounos, B. & Marshall, S. J.估算季节质量平衡的机载大地测量多年评估，哥伦比亚和落基山脉，加拿大。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 1709-1727(2019)。gydF4y2Ba
瓦格纳等人。2007年以来Mera和Pokalde冰川(尼泊尔喜马拉雅)的季节和年度质量平衡。gydF4y2Ba冰冻圈gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 1769-1786(2013)。gydF4y2Ba
Berthier, E.， Schiefer, E.， Clarke, G. K. C.， Menounos, B. & Rémy, F.阿拉斯加冰川对海平面上升的贡献来自卫星图像。gydF4y2BaNat。GeoscigydF4y2Ba．gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba， 92-95(2010)。gydF4y2Ba
Berthier, E.， Cabot, V.， Vincent, C. & Six, D.基于ASTER卫星数字高程模型的十年全区域和全冰川质量平衡。在勃朗峰地区进行验证。gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba4gydF4y2Ba， 63(2016)。gydF4y2Ba
瑞士冰川监测。gydF4y2Ba瑞士冰川体积变化，2018年发布gydF4y2Ba(2018);gydF4y2Bahttps://doi.glamos.ch/data/volumechange/volumechange_2018_r2018.htmlgydF4y2Ba．gydF4y2Ba
Bauder, A.， Funk, M. & Huss, M.自19世纪末以来瑞士阿尔卑斯山选定冰川的冰量变化。gydF4y2Ba安。GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba46gydF4y2Ba， 145-149(2007)。gydF4y2Ba
Davaze, L.， Rabatel, A.， Dufour, A.， Hugonnet, R. & Arnaud, Y. 2000 - 2016年欧洲阿尔卑斯山地区年度冰川表面质量平衡。gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 149(2020)。gydF4y2Ba
舒勒，t.v.等。协调斯瓦尔巴冰川的物质平衡。gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 523646(2020)。gydF4y2Ba
Aðalgeirsdóttir, G.等。1890 ~ 2019年冰岛冰川变化gydF4y2Ba前面。地球科学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 520(2020)。gydF4y2Ba
Hersbach, H. & Dee, D. ERA5再分析正在生产中。gydF4y2BaECMWF NewslgydF4y2Ba．gydF4y2Ba147gydF4y2Ba， 5-6(2016)。gydF4y2Ba
斯卡利斯，N.，寨卡，J. D.，努尔瑟，G.，乔西，S. A. &马什，R.全球水循环以低于克劳修斯-克拉珀龙速率放大。gydF4y2Ba科学。代表gydF4y2Ba．gydF4y2Ba6gydF4y2Ba， 38752(2016)。gydF4y2Ba
Sakakibara, D.， Sugiyama, S.， Sawagaki, T.， Marinsek, S. & Skvarca, P.南部巴塔哥尼亚冰原冰川的快速撤退，加速和变薄始于2008年。gydF4y2Ba安。GlaciolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba54gydF4y2Ba， 131-138(2013)。gydF4y2Ba
法尔，t.g.等。航天飞机雷达地形勘测任务。gydF4y2Ba启“gydF4y2Ba．gydF4y2Ba45gydF4y2Ba， rg2004(2007)。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
我们感谢C. Porter对ArcticDEM和REMA dem的讨论，感谢B. Meyssignac对海平面上升的评论，感谢A. Dehecq对文稿介绍的投入。GLIMS计划(特别是J. Kargel和B. Raup)允许在冰川上收集大量ASTER立体图像。Hakai研究所和北不列颠哥伦比亚大学提供了处理ASTER立体图像的计算资源。SPOT6/7数据来自GEOSUD (ANR-10-EQPX-20，项目' Investissements d ' avenir ')。ArcticDEM dem由极地地理空间中心根据NSF-OPP奖励1043681、1559691和1542736提供，REMA dem由伯德极地与气候研究中心和极地地理空间中心根据NSF-OPP奖励1543501、1810976、1542736、1559691、1043681、1541332、0753663、1548562、1238993和NASA奖励NNX10AN61G提供。计算机时间是通过“蓝水创新计划”提供的。dem是使用DigitalGlobe, Inc.的数据制作的。R.H.获得了图卢兹大学的奖学金。E.B.感谢法国航天局(CNES)通过ISIS和TOSCA计划提供的支持。R.M, C.N, L.G.和A.K.感谢欧空局通过Glaciers_cci和EE10 (4000109873/14/I-NB, 4000127593/19/I-NS, 4000127656/19/NL/FF/gp)，以及欧洲研究委员会在欧盟第七框架计划(FP/2007-2013)/ERC资助协议号320816下的支持。 B.M. acknowledges funding from the National Sciences and Engineering Research Council of Canada, the Canada Research Chairs Program, the Tula Foundation and Global Water Futures. R.H., D.F. and M.H. acknowledge funding from the Swiss National Science Foundation, grant number 184634.
作者信息gydF4y2Ba
作者及隶属关系gydF4y2Ba
贡献gydF4y2Ba
E.B.和R.H.设计了这项研究，d.f.、M.H.和B.M. L.G、c.n.、R.M.和A.K.开发了ASTER偏差校正方法。R.H.和R.M.开发了冰川高程GP方法。R.H.利用f.b.b.m.收集并分析ERA5数据的输入，实施了空间统计方法。R.H.对所有数据进行了处理和分析，主要输入来自e.b.、r.m.、b.m.、d.f.、m.h.、I.D.和F.B.。所有作者对结果进行了解释。R.H.领导了这篇论文的写作，所有其他共同作者都有贡献。gydF4y2Ba
相应的作者gydF4y2Ba
道德声明gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2Ba
作者声明没有利益竞争。gydF4y2Ba
额外的信息gydF4y2Ba
同行评审信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba感谢Beata Csatho、Thomas Frederikse、Michael Willis和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。同行评审报告是可用的。gydF4y2Ba
出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba
扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba
扩展数据图1方法流程图。gydF4y2Ba
描述从卫星图像到全球冰川质量变化时间序列处理步骤的流程图。处理步骤对应于“方法”中的部分。gydF4y2Ba
图2 ASTER、ArcticDEM和REMA dem的时空覆盖gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba， 50°N以上ArcticDEM条数dem的空间分布(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)、ASTER DEM条(gydF4y2BabgydF4y2Ba)和50°S以下的REMA带(gydF4y2BacgydF4y2Ba)，图中显示的是世界山阴的顶部gydF4y2Ba36gydF4y2Ba．在联合注册到TanDEM-X之前，共统计了67,986条ArcticDEM和9,369条REMA条带。后来由于极地地区地形稳定有限，它们的数量分别减少到40,391只和3,456只。gydF4y2BadgydF4y2Ba， 2000年1月至2019年12月条带计数的双月经直方图时间分布。我们注意到ArcticDEM和REMA的条带足迹(15 km × 50 km)通常比ASTER DEM的条带足迹(180 km × 60 km)小得多。gydF4y2Ba
图3高程时间序列估计。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaegydF4y2Ba、经验和模拟高程测量误差(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和冰川海拔的时间协方差(gydF4y2BabgydF4y2Ba)全球估计。它们用于调节过滤(gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba)和高程时间序列估计(gydF4y2BaegydF4y2Ba)的高程观测数据，这里所示为乌普萨拉消融区域的100 m × 100 m像素，在那里发生了强烈的非线性高程损失gydF4y2Ba99gydF4y2Ba．gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，测量误差的平方，由稳定地形上与TanDEM-X高程差的平方NMAD作为地形坡度和立体相关质量的函数估计。我们将立体相关的质量表示为一个百分比，从0%(低相关性)到100%(高相关性)。gydF4y2BabgydF4y2Ba，冰川两两高程在时间上的方差，或称时间变异函数。经验时间变异函数是由0.25年的时间滞后对方差的聚合中值得出的。在这里，像素点选择在冰川地形上，显示出海拔变化的线性趋势(由加权最小二乘估计)在- 1.5到- 1.0 m年之间gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba．这些位置的线性趋势的中位数(- 1.2 m年)gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba)直接用于推导线性模型(橙色)，该模型具有二次方差。对其他模型进行校准，使它们的和(虚线黑线)与经验变差函数匹配。gydF4y2BacgydF4y2Ba，利用邻近TanDEM-X高程的最大线性高程变化率进行空间和时间滤波(详情见补充资料)。gydF4y2BadgydF4y2Ba，连续GP回归滤波适合大小为20的可信区间gydF4y2BaσgydF4y2Ba, 12gydF4y2BaσgydF4y2Ba, 9gydF4y2BaσgydF4y2Ba6gydF4y2BaσgydF4y2Ba和图4gydF4y2BaσgydF4y2Ba．gydF4y2BaegydF4y2Ba，去除异常值后最终GP回归的高程时间序列。gydF4y2Ba
扩展数据图4对ICESat和IceBridge的高程时间序列和不确定性的验证。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba,卫星gydF4y2Ba64gydF4y2Ba和冰桥gydF4y2Ba65gydF4y2Ba，gydF4y2Ba66gydF4y2Ba与我们在阿拉斯加圣埃利亚斯山脉冰川地形上的地表高度时间序列的测量结果(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba)及在全球范围内(gydF4y2BadgydF4y2Ba)．gydF4y2BabgydF4y2Ba,绝对gydF4y2BazgydF4y2Ba-分数(从白色到紫色)显示在2000-2019年地表高程变化的顶部。gydF4y2BazgydF4y2Ba-分数对应于ICESat(虚线轮廓)或IceBridge(实线轮廓)的高程差异，由我们的时间序列不确定性标准化。gydF4y2BacgydF4y2Ba，在阿加西斯冰川舌上提取的100 m × 100 m像素的时间序列，与邻近的ICESat和IceBridge高差进行演示。gydF4y2BadgydF4y2Ba，时间、季节、区域、高程、观测滞后和总高程变化类别的全球验证统计数据汇总，包括ICESat(浅灰色)和IceBridge(深灰色)测量的密度分布。受积雪覆盖偏差影响，每个半球的平均高程差异仅按区域(夏季平均值)和两个月的季节分量(与年平均值的差异)显示。gydF4y2Ba
扩展数据图5体积变化的不确定性分析和使用高分辨率dem的验证。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BahgydF4y2Ba， GP时间序列与ICESat高程与最近ASTER、ArcticDEM或REMA观测时间滞后的空间相关性(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba)，将相关系数传播为特定体积变化不确定性(gydF4y2BacgydF4y2Ba)，验证了在相同的588个冰川和时期提取的高分辨率体积变化估计和不确定性(gydF4y2BadgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba)以及所有不确定性来源对2000-2019年具体质量变化估计值的贡献(gydF4y2BaggydF4y2Ba，gydF4y2BahgydF4y2Ba)．gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，显示了一个经验空间变异函数，并与距离最近观测的720天(2年)高程差的相关长度为0.15、2、5、20、50、200和500 km的球形模型之和拟合。gydF4y2BabgydF4y2Ba，空间相关方差作为距离最近观测的时间滞后的函数。在不确定性传播过程中使用的方差模型用平线表示(由最小二乘优化的二次正弦函数和平方正弦函数的和)。gydF4y2BacgydF4y2Ba，高程变化不确定性随冰川面积变化向体积变化不确定性的传播。由于这个计算是针对每个像素到最近观测的时滞，对于每个冰川，在每个时间步，gydF4y2BacgydF4y2Ba参考一个例子。空间相关性是根据距离最近观测的时间滞后计算的，代表我们研究的平均值，50%的观测为0-1年，20%的观测为1-2年，20%的观测为2-3年，10%的观测为3-4年。我们假设平均像素不确定性为10米，并通过只考虑连续冰川地区积分的第一步来简化(式(5))。这一假设导致短期相关性的贡献略大于不连续冰川之间进一步传播到第二传播步骤的贡献(式(6))。不确定性主要由短期到长期的空间相关性所主导。gydF4y2BadgydF4y2Ba，每条冰川比体积变化与1gydF4y2BaσgydF4y2Ba不确定性。对所有冰川的估计差异的平均值在统计上不等于零。gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba1、理论和经验gydF4y2BaσgydF4y2Ba不确定性，以及它们随冰川大小的演变。理论不确定性是由空间积分变差函数得出的每冰川不确定性的平均值，经验不确定性是高分辨率估计值与常规估计值之间的差异的NMAD。gydF4y2BaggydF4y2Ba，gydF4y2BahgydF4y2Ba，每个RGI 6.0区域的不确定性源对特定质量变化的传播，以及所有冰川(包括和不包括格陵兰周边以及南极和亚南极)gydF4y2BahgydF4y2Ba．不确定性主要由全球体积-质量转换的不确定性以及小冰川相关份额地区冰川轮廓的不确定性所主导。gydF4y2Ba
扩展数据图6各区域20年高程变化。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BahgydF4y2Ba，秘鲁科罗普纳冰川2000 - 2019年海拔变化(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)、帕米尔山脉(gydF4y2BabgydF4y2Ba)、冰岛(gydF4y2BacgydF4y2Ba)、喀喇昆仑山脉(gydF4y2BadgydF4y2Ba)、欧洲阿尔卑斯山(gydF4y2BaegydF4y2Ba)、南阿尔卑斯山、新西兰(gydF4y2BafgydF4y2Ba)、西格陵兰岛(注意地图方向已旋转)(gydF4y2BaggydF4y2Ba)和斯瓦尔巴群岛(gydF4y2BahgydF4y2Ba)．除斯瓦尔巴群岛外，显示的冰川轮廓均来自RGI 6.0。背景中显示的是一个源自几个来源的山阴gydF4y2Ba36gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46gydF4y2Ba，gydF4y2BaOne hundred.gydF4y2Ba．在斯瓦尔巴群岛，概要已经更新，包括了奥斯方纳盆地3的巨大涌浪gydF4y2Ba38gydF4y2Ba，gydF4y2Ba39gydF4y2Ba东北部和西南部的纳索斯特布林gydF4y2Ba40gydF4y2Ba，由蓝色箭头表示。gydF4y2Ba
图7 5年变薄速率的全球演变。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba， 2000-2004年以1°× 1°为单位的平均海拔变化率(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)， 2005-2009 (gydF4y2BabgydF4y2Ba)， 2010-2014 (gydF4y2BacgydF4y2Ba)及2015-2019年(gydF4y2BadgydF4y2Ba)．瓷砖面积逆缩放到瓷砖中平均海拔变化的平方95%置信区间，并且瓷砖以平均海拔变化率着色，位于世界山阴之上gydF4y2Ba36gydF4y2Ba．对于大于2米年的95%置信区间，最小瓦面积为10%gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba瓷砖以全尺寸显示，95%置信区间小于0.5米年gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba．区域标注为图的区域标注。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba．变薄的加速使喀喇昆仑异常明显结束。gydF4y2Ba
补充信息gydF4y2Ba
补充信息gydF4y2Ba
该文件包含“补充方法”、“补充讨论”、“补充图1-9”和“补充表1-3”。gydF4y2Ba
补充表4gydF4y2Ba
与IPCC SROCC表2A的比较。1with estimates from this study for periods 2006–2015 and 2000–2019 and recent regional studies (blue). An additional decimal is shown for mass balance rates in Gt yr−1gydF4y2Ba和mm SLE yrgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba．区域按SROCC顺序显示。使用最合适的研究(方法“xxx”和“x”)对SROCC估计值进行了组合。gydF4y2Ba
权利和权限gydF4y2Ba
关于本文gydF4y2Ba
引用本文gydF4y2Ba
胡贡内，R.，麦克纳布，R.，贝蒂埃，E.。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba21世纪初全球冰川质量损失加速。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba592gydF4y2Ba， 726-731(2021)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-03436-zgydF4y2Ba
收到了gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
接受gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
发表gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
发行日期gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
DOIgydF4y2Ba：gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586-021-03436-zgydF4y2Ba
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