山地冰川流动模型探讨

近30 a来冰川动力学模型有了快速发展, 在南极、 格林兰冰盖预测中取得一系列重要成果, 对山地冰川的研究也初见端倪. 从冰川流动的力学过程出发, 利用本构方程、 理想冰川假设、 浅冰层近似(Shallow ice approximation)假设完整地推导了理想冰川流动的物理过程, 揭示了冰川流动的机理, 建立了气候变化和冰川自身重力引起的理想冰川物质和能量再分配的温度耦合三维流动模型. 结合山地冰川的冰床形态, 将理想冰川与实际冰川相结合, 使理想冰川流动模型更好地近似山地冰川的流动.     

山地冰川演化与冰湖发育相互作用机制北大核心CSCD

冰川-冰湖耦合过程是冰冻圈物质与能量循环的重要组成部分,系统刻画冰川演化与冰湖发育过程的相互作用机制,对于完善冰冻圈科学理论体系和认知冰川作用区变化规律、水循环模式和灾害效应具有重要意义。本文立足山地冰川演化和冰湖发育过程,系统归纳了冰川-冰湖相互作用研究进展,剖析了冰川作用与冰湖发育耦合机制及相关模型的应用,并对现有冰川演化与冰湖发育过程耦合机制研究存在的不足与挑战进行解析和总结。冰川-冰湖耦合过程的深入研究有助于提高数值模拟的可信度与精度,为评估冰川-冰湖耦合过程影响、建立灾害监测预警体系和采取适应性措施提供数据与理论基础。     

GLIMMER 3D陆冰模式及其在青藏高原的应用

GLI MMER(Genie Land Ice Model with Multipy-Enabled Regions)是英国Edinburgh大学开发的3D热动力陆冰模式,由运动方程、连续方程、热力学方程构成其主要物理框架,能与全球气候模式进行耦合,适用于冰川过程机理研究和冰川数值预报.介绍了3D GLI MMER陆冰模式,包括它的动力框架、边界条件、数值积分方法和外部强迫.此外,以青藏高原现代冰川为例进行数值试验,考察模式对冰川的模拟能力.结果表明:3D GLI MMER模式可以较好地模拟青藏高原冰川,所模拟的冰川分布、冰厚、冰温和冰速与实际观测比较接近.     

山地冰川变化的数值模拟及其在亚洲高山区的应用北大核心CSCD

在全球变暖背景下,亚洲高山区冰川正在加速消融退缩。从冰川的物理变化机制,数值模拟冰川变化的过程,是揭示冰川变化机理的关键,也是研究冰川对气候的响应以及预测冰川变化的重要途径,更是应对冰川变化引发水文、生态、和环境效应的重要前提。作为冰川变化研究的前沿方向和热点领域,数值模拟一直是山地冰川研究的核心任务,近年在对亚洲高山区冰川研究中进展迅速。本文首先简要介绍了对山地冰川进行数值模拟的基本原理和方法,然后简要回顾了近年来亚洲高山区冰川数值模拟的研究现状,最后基于目前的研究与认识,提出我国在冰川数值模拟研究的薄弱环节并进行了展望和设想。本文可为建立、发展冰川数值模型,尤其是亚洲高山区山地冰川数值模拟研究提供基础知识和参考。     

冰川/积雪-大气相互作用研究进展

冰川和积雪是冰冻圈的重要组成部分,在全球或区域气候系统中起着极其重要的作用.开展冰川/积雪-大气相互作用研究,是研究冰冻圈物理过程及其对气候系统反馈作用的必然需求,也是研究冰川/积雪对气候变化响应的有效手段,同时还可为全球(区域)气候和水文模式提供冰川/积雪面的地表特征参数.近一个世纪以来,在冰川/积雪面辐射特征、能量通量计算方法和平衡特征等方面开展了许多观测试验和理论研究,并取得了卓有成效的研究结果.但是在准确获取辐射通量、研发普适性较强的反照率参数化方案、复杂地形条件下能量通量的计算,以及发展分布式能量平衡模式等方面尚存在许多不确定性,仍面临许多技术难点,也是未来的研究重点.     

冰川模型及其在古冰川模拟研究中的应用

冰川模型已广泛应用于预测未来的冰川变化。随着冰川地貌制图、测年和古气候研究的不断发展,冰川模型也逐渐用于模拟古冰川变化、估算古冰川发育时期的气候信息和探讨古冰川演化的气候驱动因素。本文综述用于古冰川模拟的两类模型：地貌-冰面剖面形态模型和物质平衡-冰川动力耦合模型,介绍不同冰川模型的原理、用于古冰川模拟的流程和利用地貌体进行模型参数校验的方法。在此基础上,以青藏高原及其周边山地为例,总结利用冰川模型恢复古冰川的范围、体积、平衡线等参数,估算不同冰川发育时期的温度和降水,以及评估测年数据及其恢复的古冰川期次和规模的案例研究。最后指出了利用冰川模型进行古冰川模拟研究存在的问题和未来发展趋势,为进一步加强和改进冰川模型在古冰川模拟研究中的应用,恢复古冰川的规模、演化过程及其气候驱动机制奠定基础。     

中国现代冰川研究启蒙者的心愿

中国现代冰川冻土科学,即冰冻圈科学研究已经走过了五十多年历程,老一辈科学家为中国冰冻圈学科的发展付出了巨大的努力和贡献.回顾中国现代冰冻圈科学研究的创业历程,记录科学家的科学研究经历和野外足迹,了解他们不断推进学科发展和为国家服务做出的贡献,感受他们的心理路程,这是我们的宝贵财富,需要不断记录和挖掘.为此,中国地理学会冰川冻土分会和《冰川冻土》编辑部共同推出"冰冻圈科学研究回顾"栏目,不定期的发表有关回顾和记录中国冰冻圈科学发展历程的有关文章.欢迎大家踊跃赐稿!     

《冰川冻土》征稿简则北大核心CSCD

《冰川冻土》聚焦服务于冰冻圈科学及其分支学科,如冰川学、冻土学、寒区工程学、冰冻圈水文学、冰冻圈生态学等学科发展,重点报道冰川(冰盖)、积雪、冻土、海冰等关键冰冻圈要素的过程与机理、冰冻圈变化的影响与适应,以及相关的全球变化方面的基础研究和应用研究。重点关注具有创新性、高水平及对国民经济建设有重要意义的新思想、新观点、新理论和新方法,传播冰冻圈科学与可持续发展相关的科学知识,推动国内外学术交流,服务冰冻圈及其影响区域的经济社会可持续发展。     

《冰川冻土》征稿简则北大核心CSCD

《冰川冻土》聚焦服务于冰冻圈科学及其分支学科,如冰川学、冻土学、寒区工程学、冰冻圈水文学、冰冻圈生态学等学科发展,重点报道冰川(冰盖)、积雪、冻土、海冰等关键冰冻圈要素的过程与机理、冰冻圈变化的影响与适应,以及相关的全球变化方面的基础研究和应用研究。重点关注具有创新性、高水平及对国民经济建设有重要意义的新思想、新观点、新理论和新方法,传播冰冻圈科学与可持续发展相关的科学知识,推动国内外学术交流,服务冰冻圈及其影响区域的经济社会可持续发展。     

《冰川冻土》征稿简则北大核心CSCD

《冰川冻土》聚焦服务于冰冻圈科学及其分支学科,如冰川学、冻土学、寒区工程学、冰冻圈水文学、冰冻圈生态学等学科发展,重点报道冰川(冰盖)、积雪、冻土、海冰等关键冰冻圈要素的过程与机理、冰冻圈变化的影响与适应,以及相关的全球变化方面的基础研究和应用研究。重点关注具有创新性、高水平及对国民经济建设有重要意义的新思想、新观点、新理论和新方法,传播冰冻圈科学与可持续发展相关的科学知识,推动国内外学术交流,服务冰冻圈及其影响区域的经济社会可持续发展。     

青藏高原东南部海洋型冰川物质平衡研究进展北大核心CSCD

青藏东南部海洋型冰川具有独特的气候敏感性,普遍呈现加速退缩趋势,这不仅影响区域水资源安全,而且伴生了相应的冰川灾害,是当前青藏高原冰冻圈变化研究的热点区域之一。本文对海洋型冰川物质平衡时空变化特征进行了综述,2000年以来冰川总体处于物质亏损状态,其平均物质平衡介于-0.66~-0.61m w.e.·a^(-1)之间;同时总结了海洋型冰川物质加速变化的驱动因素以及新特征。当前海洋型冰川物质平衡变化研究受观测数据缺乏和模型模拟不确定性等问题限制,尤其现有模型对冰面裂隙增多与扩张、冰崖-冰面湖-表碛相互作用、冰内冰下过程、冰崩、末端冰湖水-冰相互作用等过程的描述过于简化或基本缺失,其机理及影响仍存在较大的不确定性。未来需加强海洋型冰川物质平衡的综合监测,基于多数据和多方法的集成研究提高模型对冰川物质平衡多物理过程的耦合与模拟能力,为开展海洋型冰川物质变化的区域水资源效应和致灾效应研究奠定基础。     

Types of debris slope accumulations and rock glaciers in South Spitsbergen

A proposal for the classification of accumulations formed at the foot of mountain slopes and glacier snouts is presented for South Spitsbergen. Simple (talus cones) and complex (protalus ramparts, protalus rock glaciers, moraine rock glaciers) landforms are distinguished. The homogeneity of the features deposited at the foot of mountain slopes on a bedrock as well as on a glacial ice is noted, although the latter are more easily destructed due to melting of the buried ice. A significance of the ice core (interstitial or glacial ice) for a development of protalus rock glaciers and moraine rock glaciers is emphasized.     

新疆山地冰川变化及影响研究进展

揭示新疆山地冰川变化及其影响,对新疆山地-绿洲-荒漠系统的健康和稳定发展意义重大。系统梳理新疆冰川物理变化、化学过程、生物资源、气候响应与生态效应等研究成果。结果表明：①新疆山地冰川总体上呈加速消融之势,且受地形、气候影响,冰川变化的区域性差异明显;②气溶胶解释了乌鲁木齐河源1号冰川表层物质的组成与来源,同位素定量了各流域径流中冰川融水的比例;③冰川变化对极端微生物生存条件、空间分布的影响研究较为成熟,但其与生物资源间的综合反馈机理尚不明晰;④冰川消融对水资源的影响随冰川融水拐点的到来而加剧,造成的生态服务缩减和冰雪产业损失日益凸显。制定统一的冰川提取标准、扩宽研究视角、全面系统观测冰川、提高模拟预测精度、加强灾害预警与制定对策是未来新疆山地冰川研究的关注点。     

Monitoring cryosphere and associated flood hazards in high mountain ranges of Pakistan using remote sensing technique

Knowledge of Himalayan cryosphere seems to be an outstanding requirement for assessment of glacier storage, water balance analysis, planning of water resources and flood hazard monitoring. A stepwise approach through mapping glaciers and glacial lakes using satellite remote sensing data and investigating potential glacial lake outburst flood (GLOF) hazards was adopted for the three Hindukush, Karakoram and Himalayan (HKH) ranges of Pakistan. The findings of the study revealed 5,218 glaciers in the cryosphere of HKH ranges. The cumulative glacial cover of over 15,000 km² contains ice reserves of about 2,738 km³. About 46 % of the Karakoram glaciers are contributing 77 % to the total glacial cover and 87 % to the cumulative ice reserves of the country. The 33 % Himalayan glaciers and 21 % Hindukush glaciers contribute only 3 and 10 % ice reserves, respectively. Among 2,420 glacial lakes identified in the three HKH ranges, 52 were classified as critical lakes that can pose GLOF hazard for the downstream communities. Most of the potential hazardous lakes lie in the Karakoram and Himalayan ranges, the monitoring of which is crucial to reduce high risk of future floods hazard in this fragile mountain ecosystem of the Himalayan region.     

新疆山地冰川变化及影响研究进展

揭示新疆山地冰川变化及其影响,对新疆山地-绿洲-荒漠系统的健康和稳定发展意义重大。系统梳理新疆冰川物理变化、化学过程、生物资源、气候响应与生态效应等研究成果。结果表明:①新疆山地冰川总体上呈加速消融之势,且受地形、气候影响,冰川变化的区域性差异明显;②气溶胶解释了乌鲁木齐河源1号冰川表层物质的组成与来源,同位素定量了各流域径流中冰川融水的比例;③冰川变化对极端微生物生存条件、空间分布的影响研究较为成熟,但其与生物资源间的综合反馈机理尚不明晰;④冰川消融对水资源的影响随冰川融水拐点的到来而加剧,造成的生态服务缩减和冰雪产业损失日益凸显。制定统一的冰川提取标准、扩宽研究视角、全面系统观测冰川、提高模拟预测精度、加强灾害预警与制定对策是未来新疆山地冰川研究的关注点。     

贡嘎山第四纪冰川遗迹及冰期划分

在对贡嘎山现代冰川和古冰川考察研究的基础上，结合定位观测分析，对该区第四纪冰川遗迹进行了深入讨论，划分出三次冰期，即中更新世早期的倒数第三次冰期，中更新世晚期的倒数第二次冰期和晚更新世的末次冰期，以及全新世的新冰期和小冰期。提出在早更新世时，由于山体未达到当时冰川发育的雪线高度，所以未发育冰川；中更新世早期的冰期冰川为半覆盖式冰川类型，规模不大；中更新世晚期的冰期冰川是本区最大冰川作用时期，形成网状山麓冰川，东坡冰川曾达磨西台地；晚更新世冰期冰川以山谷冰川为主，以后规模逐次缩小。     

Mountain glaciers under a changing climate

Mountain glaciers are found around the world in ranges such as the Himalaya, the Andes and the European Alps. The majority of mountain glaciers world‐wide are shrinking. However, the rugged alpine topography through which these glaciers flow governs their dynamics and impacts on the regional climate systems that modify glacier mass balance. As a result, the response of mountain glaciers to climate change is difficult to predict, and highly spatially variable even across one mountain range, particularly where orography controls precipitation distributions. To understand how mountain glaciers behave and change, geologists combine many different techniques based on direct observations and dating of glacial geology, measurements of present‐day glaciers, and predictive numerical (computer) models. Recent advances in these techniques and their applications to glacial environments have demonstrated that the glacial geological record is a rich archive of information about how climate has changed in the past, and gives greater confidence in predictions of glacier change in the future, which is required if populations living in glacerised catchments are able to adapt to the rapid response of glaciers to a changing climate.     

极海洋型冰川是什么冰川——与景才瑞先生商榷

施雅风和谢自楚曾将中国现代冰川分为极大陆型冰川、亚大陆型冰川和海洋型冰川。这个分类方案因符合中国现代冰川的基本特征而得到广泛承认与应用。近年,景才瑞提出“极海洋型冰川”的概念,示意第四纪冰期时中国东部中低山地既然不存在基本的冰川类型,则可能存在一种比海洋型冰川更加高温湿润的特殊冰川。本文认为,这样类型的冰川是不存在的。海洋型冰川已经涵盖了处于融点冰温的临界冰川,即使再多的降水,也不能在正温条件下演变成冰川。故“极海洋型冰川”的概念是不能成立的。第四纪环境研究表明,冰期时大陆架广泛出露,西伯利亚-蒙古高压强迫下的冬季风加强,中国东部气候是朝着更加干旱的方向变化的,其海洋型特征也要大大降低。     

气候变化背景下山地冰川旅游适应对策研究——以玉龙雪山冰川地质公园为例

相对于极地和高纬度冰川, 山地冰川拥有更为优越的地理优势与客源市场条件, 加之山地冰川极高的自然与文化遗产价值, 以及对旅游业带来的巨大经济收益, 历来备受各国商业媒体、政府部门和旅游者的关注. 目前, 全世界已有50多处山地冰川被成功开发为著名旅游目的地. 然而, 全球变暖却严重影响着山地冰川旅游及其周边环境, 按照目前山地冰川的加速消融趋势, 部分山地冰川的自然文化景观质量将明显减弱乃至消失. 另外, 气候变暖也将不可避免地影响着山地生态系统、冰上旅游线路和冰川体验项目. 同时, 冰川消融或消失也将明显导致冰川旅游目的到访人数的下降和地方经济收益的缩减. 基于以上原因, 以玉龙雪山冰川地质公园为例, 分析了玉龙雪山典型冰川旅游资源的消退趋势, 提出了未来玉龙雪山冰川旅游应对全球变暖的响应机制和适应对策, 以期对国内外山地冰川旅游应对气候变暖有所裨益.