A题：格陵兰入海冰川
随着全球气候的变暖，格陵兰冰盖正在以百年来最快速度融化，是海平面上升的主要原因之一。格陵兰冰盖边缘有很多条冰川的末端延伸到海水中，称为入海冰川。格陵兰冰盖大多数入海冰川的末端延伸到峡湾里，峡湾与外部海域联通。入海冰川如同快速的物质传送带，将冰从冰盖内陆输送到海洋，是格陵兰冰盖物质损失的重要途径。在北极气候变暖的环境下，格陵兰多数入海冰川正面临着末端后退和流动加速的问题。为了准确估算和预测入海冰川的物质损失，必须对其变化过程和机制有深入的了解。
冰川的变化（冰川轮廓，冰川厚度、冰川流速、冰川末端位置等的变化）是一个复杂的过程。入海冰川与大气、冰下基岩和海洋接触，在这三个界面上受到气候强迫或者地形起伏的直接或者间接影响。在冰川表面，同时存在降雪和冰雪的消融，冰雪的积累量减去消融量称之为表面物质平衡。表面冰雪融化产生的径流会沿着冰面河向冰川下游流动，或者通过冰面裂隙进入冰川的内部甚至底部，进而进入冰下水文过程，最终绝大部分径流会在冰川末端注入海洋。表面径流进入冰面裂隙，会加速冰川的崩解，但是人们对崩解机制尚不清楚。入海冰川末端与峡湾水接触，峡湾水既受到外部海水温度和盐度的影响，又受到从冰川末端底部流出的来自冰面径流的淡水的影响，峡湾内部有复杂的对流混合过程。峡湾水的温度和盐度会影响冰川末端在水下的融化。冰川末端的崩解和融化会导致物质损失，并改变冰川末端的位置。此外，在入海冰川末端所在的峡湾，从冰川脱离的碎冰和海冰堆积在狭窄的峡湾中，形成的冰水混合物在海水降温后冻结形成近似刚性的障碍物，对冰川末端起到支撑作用，阻碍冰川的前进。总而言之，冰川末端位置变化可能依赖于表面径流、表面物质平衡、海水温盐性质、冰水混合物、冰下地形、冰川流速等因素。
本题目选取格陵兰冰盖的一条代表性入海冰川——雅各布港冰川进行分析研究。雅各布港冰川位于格陵兰岛中西部，面积约8.3万平方千米，从分冰岭到末端的最远长度约470千米，平均宽度约175千米，末端流速最快可达万米每年，是格陵兰冰盖最大的入海冰川，冰流自东向西流入末端峡湾，如图2所示。
图2：(A)格陵兰冰盖表面冰流速度（单位：米/年），黑色实线为雅各布港冰川流域，黑色虚线为该冰川末端及其周边区域；B图是A图中黑色虚线区域的放大图的表面高程（单位：千米）。红色点（CTD）表示峡湾口附近海水温盐数据的采集位置。
不考虑由地形和冰川重力造成的冰川流动, 仅基于物质平衡原理，利用附件提供的数据，请研究以下问题：
- 数据分析.
(1)冰川末端位置数据变化特征；
(2)表面径流RU（大于零的径流值反映冰川表面消融量）数据变化特征；
- 表面物质平衡SMB（表面净积累=降雪-消融，正值表示物质增加，负值表示物质减少）数据变化特征；
- 海水温度和盐度数据变化特征。
2. 归因分析. 确定哪种因素对此期间冰川末端位置变化起着主导地位？
3. 冰储量估计. 估计近30年来雅各布港冰川冰储量的变化， 基于冰储量变化特征预测2021-2030年雅各布港冰川冰储量的变化。
4. 冰储量分析.建立冰储量变化的动态模型，基于第2问归因分析，考虑到极端气候情形出现的可能性，预测2021-2030年雅各布港冰川冰储量的变化。
5. 为了减缓海平面上升，基于你们的模型研究结果，为保护冰川提出合理的建议。
参考文献：
[1] Joughin, I., Shean, D. E., Smith, B. E., and Floricioiu, D.: A decade of variability on Jakobshavn Isbræ: ocean temperatures pace speed through influence on mélange rigidity, The Cryosphere, 14, 211–227, 2020 https://doi.org/10.5194/tc-14-211-2020
【注】附件内容说明
附件一给出了雅各布港冰川冰下地形高程数据(数据中包括x, y坐标，变量bed表示冰下地形高程）；
附件二给出了雅各布港冰川轮廓线坐标数据(x, y坐标)；
附件三给出了1993-2020年末端位置数据（数据中包括观测日期，x, y坐标，末端位置相对于参考点的沿流线距离）；
附件四给出了2010年雅各布港冰川流域的表面高程数据和1991年8月-2020年12月雅各布港冰川流域每月的表面高程相对于参考年(2010年)的相对变化数据；
附件五给出了1993-2020年间格陵兰冰盖表面径流RU和表面物质平衡SMB的逐月数据（文件名中的四位数字表示年份，数据中包含x, y坐标、变量RU和SMB，其中RU和SMB的单位均为mmWE/month，即毫米水当量/月）；
附件六给出了1993年1月-2019年12月在峡湾口附近266米深处海水每月的温盐数据（数据中包含海水温度（单位℃）和盐度（单位g/kg））。
附件七提供了读取nc文件和提取指定区域内数据的MATLAB和Python的指令。
