A review on the advances in surge-type glacier study北大核心CSCD

冰川跃动是多种冰川灾害的主要致灾因子,近年来与冰川跃动相关的冰崩、冰川垮塌、冰川泥石流等灾害的发生频率不断增加,使其成为国际国内冰川学研究的热点。依据对现有文献的统计发现,全球总计约有1 850条跃动冰川,主要分布于环北极地区和亚洲高山区,其中我国西部约有跃动冰川146条。跃动冰川可通过其特殊的表面形态标志,跃动前后冰川末端位置、表面高程和运动速度的变化,以及跃动产生的地貌学和沉积学特征来进行鉴别。跃动冰川的特殊运动模式主要由其内部和底床特性决定,包括冰内/冰下的热力学、水力学与形变等参数及变化过程等。现有大多数跃动冰川研究是基于各类遥感技术,主要着眼于跃动冰川表面变化,并据其对冰川跃动的可能机制进行分析。由于遥感方法精度有限且受天气、地形条件等的制约,同时无法获取冰内/冰下关键参数,因此野外现场观测在这些参数获取方面仍具有不可替代的作用。受限于冰内/冰下参数野外观测数据的缺乏,目前对冰川跃动机理的认识仍局限于早期提出的水力学和热力学两种机制,无法解释同一区域具备不同跃动机制的冰川共存,以及部分冰川跃动从冰川下部发起等问题。同时,在气候变化对跃动冰川的影响研究以及冰川跃动的模拟和预测等方面还有较大欠缺,需要在未来研究中重点关注。     

帕米尔中部North Kyzkurgan冰川跃动变化遥感监测

跃动冰川作为一种特殊类型的冰川,蕴含着巨大的灾害风险,对其开展监测研究具有重要意义。本研究基于1973年以来的Landsat影像、ASTER立体像对和ITS_LIVE数据产品,监测分析了帕米尔中部North Kyzkurgan冰川在跃动前、跃动中、跃动后的面积、高程、流速变化,揭示了该冰川完整的跃动发生过程。结果表明：North Kyzkurgan冰川是一条典型的跃动冰川,在1973—2011年处于恢复阶;2011—2016年处于跃动阶;2016年之后重新进入恢复阶。North Kyzkurgan冰川所在地区气候寒冷,降雪量丰富,同时该冰川积累区面积比率超过0.8,冰川作用正差近1 000 m,因此冰川补给物质充足。在积蓄区物质积累、不断增厚的情况下,冰川底部达到压力熔点,融水不断增多,在融水的润滑和顶托作用下,最终导致冰川发生跃动。因此,North Kyzkurgan冰川跃动的发生主要与热力学因素有关。     

贡嘎山海洋性冰川发育条件及分布特征

贡嘎山５０００ｍ以上山体面积占全区总面积的六分之一，这样高大的山体为冰川发育提供了有利的地势条件和宽阔的积累区。同时，据观测推算东坡冰川积累区的年降水量可达３０００ｍｍ，雪线处的年平均气温在－４．１—－５℃；西坡冰川积累区的年降水量达１８００ｍｍ为本区冰川发育提供了丰富的冰雪物质条件和必要的低温。冰川形态类型基本齐全，冰川分布比较集中，但东西坡冰川在规模上有明显差异，东坡冰川条数较西坡少，但冰川规     

中国冰川资源及其分布特征:中国冰川目录编制完成

依据国际冰川编目完成的中国冰川目录１１卷２１册的统计,中国境内共发育冰川４６２９８条,总面积５９４０６ｋｍ＾２,冰储量约５５９０ｋｍ＾３,是中低纬度山地冰川是发育的国家,按山系和水系两种体系分别进行冰川编目,获得了中国西部及其各区域的冰川条数、面积和储量等多项指标的确切数量,发现了中国冰川及其雪线分布的若干新特征,这对于西部山区水资源的开发利用和冰雪灾害的防治等具有重要的科学意义和实用价值。     

东喀喇昆仑山昆常冰川近期跃动特征

研究冰川跃动过程及特征是理解冰川跃动机理的重要途径,目前仍然缺乏详细的冰川跃动过程观测。利用Envisat-1/ASAR、Sentinel-1A、TerraSAR-X/TanDEM-X等合成孔径雷达数据,获得了东喀喇昆仑山昆常冰川详细的表面流速与表面高程变化。结果表明：2000—2012年冰川中部隆起,平均增厚（10.19±1.79） m,冰川接收区以消融为主,平均减薄（39.71±1.79） m;2012—2014年冰川主干中部隆起向下迁移,平均增厚（8.21±1.37） m;2018年后积蓄区厚度平均减薄（9.77±3.38） m,接收区平均增厚（19.67±3.38） m。冰川主干表面流速从2007年起增加,并且在2017—2018年内经历过两次快速运动期,两个阶段的最高流速分别达到2.36 m·d^-1和2.12 m·d^-1。根据表面高程变化以及流速变化特征,认为昆常冰川在2007—2019年间发生跃动。时序流速表明,昆常冰川很可能是积蓄区发生微跃动/雪崩形成隆起（跃动前锋）,并且两次快速运动后突然减速发生在夏末,很可能是冰下水文通道打开排水使得冰下静水压力减弱从而导致跃动停止,属于阿拉斯加型跃动。结合ITS_LIVE流速数据分析,初步确定其近两次跃动的间隔约为30年。同时对比时间序列的Landsat图像发现,2004—2005年间昆常冰川南分支发生跃动,致使分支末端的小冰湖消失。     

基于遥感和GPS的贡嘎山地区1966—2008年现代冰川变化研究

以对气候变化最为敏感的季风温冰川——贡嘎山冰川为研究对象,利用2002年的ETM+遥感影像和第一次冰川编目数据,提取两期冰川边界并叠加到一起,分析冰川变化趋势.结果表明:从1966年到2002年,贡嘎山冰川总体处于退缩状态,冰川总面积减少6.36%,年均减小0.447 km2,西坡冰川由41条减少到39条,面积减小7.89 km2,减小率为7.97%;东坡冰川由33条增加到36条,但冰川面积减少7.20 km2,减小率为4.71%.2008年5月GPS野外实地测量结果显示,1966—2008年的42 a,海螺沟冰川退缩约943 m,燕子沟冰川退缩494 m,小贡巴冰川退缩210 m,而大贡巴冰川长度基本保持不变,但冰储量在减少.在全球气候变暖的大背景下,温度升高可能是导致贡嘎山地区现代冰川退缩的主要原因.     

近几十年来黑河野牛沟流域的冰川变化

利用1956年航测、1970/1973年1:50000地形图以及野牛沟流域2003年ASTER影像获取的3期冰川资料,对黑河源头西支野牛沟流域的冰川时空变化进行了分析.通过分析流域气温变化和冰川变化的关系,探讨了流域冰川变化对河川径流的影响.结果表明:野牛沟流域1956—1970/1973年冰川总面积减少9.29%,年平均消退0.54%;1970/1973—2003年冰川总面积减少了18.23%,年平均消退0.60%.流域内冰川条数由1956年的165条减少为2003年的144条,1956—1970/1973年间流域冰川储量减少了2.29×10⁸m³,年均损失约0.13×10⁸m³;从1970/1973年到2003年,冰川储量减少了4.19×10⁸m³,年均损失约0.14×10⁸m³.从1956年到2003年,冰川变化率随着冰川面积的增加而降低,冰川萎缩速度有加快的迹象,而流域年平均温度也有加快升高的趋势.冰川的消退对于流域径流量的影响不大.     

基于GF 1光谱数据的青藏地区冰川资源现状遥感调查

以2014—2015年的GF 1为主、少量OLI影像为基础,参考第二次中国冰川目录等文献资料,修编完成青海省和西藏自治区两省区的现代冰川编目,查明青藏两省区目前共有冰川24 796条,总面积约2624×104 km2,约占青藏两省区区域面积的137%,冰川储量为2027×103~2121×103 km3。调查区冰川数量以面积<10 km2、冰川面积介于10~100 km2之间的冰川为主,其中面积<10 km2的冰川有19 983条,占总数量的8059%,面积介于10~100 km2之间的冰川面积为11 96240 km2,占总面积的4559%;面积最大的中锋冰川的面积达23737 km2。调查区内的山系(高原)均有冰川分布,念青唐古拉山冰川数量最多,其次是喜马拉雅山和冈底斯山,这3座山系冰川数量占调查区内冰川总数量的6333%;念青唐古拉山、喜马拉雅山和昆仑山的冰川面积和冰储量位列前3位,其冰川面积和冰储量分别占总数的6809%和7344%;然而昆仑山和羌塘高原的单条冰川的平均面积大于念青唐古拉山和喜马拉雅山的平均面积。从冰川海拔分布来看,海拔5 000~6 500 m之间是冰川集中发育区域,约占调查区冰川数量和冰川总面积的85%以上。调查区的冰川在各流域的分布差异显著,恒河流域是冰川分布数量最多、面积最大的一级外流区,其数量占冰川总量的47%以上,面积占总面积的52%以上;青藏高原内陆流域的冰川数量、面积次之,其冰川数量占总数量的21%,面积占总面积的24%以上,并且内流区单条冰川的平均面积略大于外流区的平均面积。总体上,西藏的冰川数量、面积和冰储量分别占西藏和青海两省区的8492%、8492%、8668%,单条冰川的平均面积两省区相近。     

阿尼玛卿山第四纪古冰川与环境演变

阿尼玛卿山是黄河上游现代冰川和第四纪古冰川最发育的地区.其中出现时间最早、发育规模最大的是倒数第三次冰期,东坡的古冰川末端下伸到海拔3600m,古雪线较现代雪线降低801m,冰川面积扩大了381km²,是现代冰川面积的16.2倍;西坡的古冰川末端下伸到海拔4100m,古雪线较现代雪线降低了635m,冰川面积增加了80.8km²,是现代冰川面积的5.8倍.之后,气候类型由海洋性逐渐过渡到大陆性,经历了湿冷-干冷-干暖的演变过程,冰川面积渐次缩小,特别是在晚末次冰期之后,进入全新世大暖期,气候急剧趋于干暖化.     

新疆帕米尔跃动冰川遥感监测研究

2015年5月,新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县公格尔九别峰北坡克拉牙依拉克冰川发生跃动,造成草场和部分房屋被冰体淹没,本文针对这一冰川跃动事件的发生过程进行研究.利用2013-2015年间ASTER立体像对数据监测了克拉牙依拉克冰川的冰川表面高程的变化,并利用2015年4月13日至2015年7月11日期间的LandsatOLI数据监测了冰川的表面运动速度变化.监测发现,克拉牙依拉克冰川从2015年4月13号开始活动强烈,表面运动速度呈加快趋势,2015年5月8-15日期间冰川表面运动速度达到最高水平,其最大运动速度在西支中部达到了(20.40±0.42)m·d^-1,冰川跃动达到顶峰.冰川跃动"积蓄区"位于西支冰川平衡线以下区域,跃动向下游接收区输送冰体体积约为2.4×10⁸m³,大量冰体堆积在东西支汇合口地段(海拔3100~3500m),造成了该处冰面隆起,其中最大隆起高度为(130.58±0.70)m.本文获得了西支冰川由静止期、跃动状态、恢复到稳定状态期间的冰面高程和表面运动速度变化,为本地区冰川跃动机理的研究奠定了基础.     

西藏桑日县巴玉水电站上游石冰川分布特征

全球变暖背景下石冰川运动加快,石冰川舌部沉积物堆积增加,导致泥石流的风险增大,石冰川可能是冰冻圈地区未来重要的致灾因素之一。随着社会经济和技术水平不断提高,人类活动范围不断扩大,越来越多的工程建设向偏远的高海拔山区推进,不可避免地面临石冰川问题。拟建于雅鲁藏布江中游桑日-加查峡谷段的一级电站巴玉水电站上游是否存在不稳定的石冰川分布受到关注。鉴于此,利用0.5 m分辨率GEOeye-1遥感影像,通过石冰川特有的纹理特征,结合SRTM提取的坡度信息,通过人工解译识别出拟建巴玉水电站上游的石冰川分布信息。结果表明：（1）石冰川集中在雅鲁藏布江北侧上游,共有27条,覆盖总面积为12.2±0.9 km²,平均面积为0.5 km²,平均长度为1 456 m,平均宽度为280 m。（2）石冰川分布在海拔4 570~5 720 m之间,平均末端海拔为4 920 m,属于舌状石冰川群,近50%石冰川处于活跃期,其中5条发生了前缘垮塌现象,可能引起泥石流等大型灾害。     

西藏嘉黎吉翁错冰湖溃决机制特征

正在全球气候变暖背景下,青藏高原及周边地区的冰川整体处于快速退缩状态,导致冰川的不稳定性增加,冰川灾害的风险程度加剧,如冰崩、冰川跃动、冰湖溃决洪水和冰川泥石流等灾害事件频发(邬光剑等,2019)。据不完全统计,自20世纪以来,西藏冰湖溃决灾害呈增加趋势,已有33个冰湖前后发生37次溃决,主要分布于海洋性和大陆性冰川的过渡带,以及帕隆藏布流域的海洋性冰川地带,溃决机制也呈多样化发展(刘建康等,2019)。     

贡嘎山西坡的第四纪冰川作用

第四纪期间，贡嘎山西坡至少发生过两次明显的冰川作用，一次发生在中更新世晚期，另一次发生在晚更新世，根据冰碛物的分布情况，其中后又可区分出两次冰进。较早冰期对西坡的冰川以山谷冰川为主，冰舌可能下伸到海拔约３２２０ｍ的滕增沟沟口，雪线位置仅略高于４３００ｍ。较晚冰期时则以冰斗冰川为主，贡嘎沟冰川伸到海拔约３３５０ｍ的魏石达附近，莫溪沟两侧支沟中的冰川仅能下伸到各自的沟口，雪线位置可能在４６００ｍ。     

西藏东南雅鲁藏布大峡谷入口处 第四纪多次冰川阻江事件*

在第四纪的末次冰期、新冰期和小冰期期间,位于大峡谷入口处的则隆弄跃动冰川发生多次的快速前进,多次发生阻塞雅鲁藏布江事件,在大峡谷以上河段形成4期(Ⅳ~Ⅰ)的林芝古堰塞湖。¹⁴ C测年结果指示第2次、第3次和第4次堰塞湖分别发生在9760~11300aB.P.,1220±40~1660±40aB.P.和287±93~394±83aB.P.。估计Ⅳ~Ⅱ期堰塞湖库容量约2150km³,835km³和81km³。冰川阻塞湖坝的溃决释放突发性洪水,对下游的雅鲁藏布大峡谷河段及下游地区的环境产生巨大的影响。     

2008—2018年中国冰川变化分析

调查冰川资源的分布与变化,对区域乃至全球的自然环境与经济社会发展都具有十分重要的意义。基于315景Landsat 8 OLI遥感影像,结合中国第二次冰川编目数据与Google Earth软件,通过人工目视解译等方法调查了2018年中国冰川的分布与变化。结果表明：中国现存冰川53 238条,总面积为（47 174.21±19.93） km²,72%的冰川面积<0.5 km²,规模在1~32 km²的冰川的面积占中国冰川总面积的60%。2008—2018年,中国冰川总面积减少1 393.97 km²,面积变化率为-0.43%?a^-1。冰川面积变化率表现出明显的空间差异,面积退缩最快的是冈底斯山,达-1.07%?a^-1;最慢的是羌塘高原,为-0.05%?a^-1。坡度上,各山系之间的冰川面积变化率差异较为明显。超过70%的山系位于正东和东南方向的冰川面积退缩快,2008—2018年退缩率为-5.0%;正北方向的冰川面积退缩相对缓慢,同时期退缩率为-3.8%。气温和降水变化率差异以及海拔、坡度、坡向等地形差异,共同影响中国冰川的变化。     

1968-2009年叶尔羌河流域冰川变化——基于第一、二次中国冰川编目数据

利用"中国冰川资源及其变化调查"项目最新冰川编目成果和中国第一次冰川编目结果, 对中国叶尔羌河流域1968-2009年冰川变化进行了分析. 结果表明:叶尔羌河流域冰川总体上处于退缩状态, 面积减少了927 km², 年平均面积减少23.2 km², 年均面积缩小比例为0.36%·a^-1, 与中国其他地区冰川退缩程度相比属于中等水平. 叶尔羌河流域不同规模冰川的退缩幅度存在差异, 小冰川大幅萎缩, 甚至消失; 规模较大的冰川相对变化幅度较小, 一些冰川出现过跃动. 从朝向分布来看, 位于南坡的冰川退缩最为严重, 而西坡较小. 冰川集中分布在海拔5 100~5 500 m和5 500~5 900 m区间, 海拔4 700~5 100 m区间的冰川面积减少最为显著. 消失冰川大多数为面积在0.2~0.5 km²的小冰川, 且朝向东北坡的冰川消失数量最多. 研究区有冰川分裂现象, 也出现了支冰川前进超覆现象, 统计表明该流域有13条冰川在前进后形成6条冰川. 1968-2009年研究区气温升高、降水增加, 总体上看, 降水增加缓解了因升温而导致的冰川退缩.     

木孜塔格西北坡鱼鳞川冰川跃动遥感监测

基于Landsat卫星数据的遥感监测发现, 木孜塔格峰西北坡鱼鳞川冰川的中支在2007-2011年间发生了跃动, 冰川北侧末端在几年内前进距离达到了(548±34) m.进一步的监测发现, 该冰川的大幅跃动主要发生于2008年10月至2009年3月.跃动期间冰川表面约4.8 km长的范围经历了急剧的破碎化过程, 并呈现出最早由冰川中部积蓄区下段开始, 然后向上下游逐渐扩展的特征.对冰面裂隙及其他特征点的追踪发现, 冰川除积累区以外的部位都产生明显的位移, 其中冰川中部以下至冰舌部各点的位移都在1 km以上.同时, 冰面运动速度的计算结果也显示, 冰川各个部分都经历了急剧的运动速度变化过程, 其中冰川中部最大运动可视速率达到约(13.3±1.5)m·d^-1, 并且还揭示出该冰川的跃动具有北侧主末端最先开始快速运动, 然后向上游逐渐扩展的特征.     

雅鲁藏布江大拐弯地区末次冰期以来的冰川活动证据及其构造-环境意义

本文重点讨论雅鲁藏布江大拐弯入口地区末次冰期以来冰川活动的地貌学、<'14>C和10Be定年结果及其构造一环境意义.在海拔3 200 m的观景台发现距今24～18 ka的冰砾阜,说明末次盛冰期时大拐弯入口地区有大规模的冰川下移现象,并阻塞了雅鲁藏布江主河道,形成堰塞湖,暗示雅鲁藏布江在末次盛冰期时已经下切到与目前接近的深度.在海拔3 150 m的打林村阶地,其4级阶地上的砾石10Be暴露年龄显示该阶地形成于距今9.0～8.7 ka的末次冰期与新冰期之间的问冰期,意味着这一期间则隆弄冰川再次下移导致阻江.近60年来则隆弄冰川3次跃动,两度阻江,是20世纪3次气候突变的表征.雅鲁藏布江大拐弯人口地区末次盛冰期以来的冰川进退历史对气候变化有良好的指示作用,该历史与大拐弯入口地区的构造地质背景有密切的联系.     

国内外冰碛湖溃决研究进展

末次冰期以来,气候变暖导致全球高山地区的冰川环境变化剧烈,冰碛湖稳定性降低导致溃决频率增加,成为中国、尼泊尔、俄罗斯、秘鲁等10多个国家和地区频繁发生的冰川灾害类型之一。冰碛湖溃决诱发形成的洪水和泥石流,由于规模巨大、成灾速度快和波及范围广等特点,造成下游地区的基础设施和生命财产遭受惨重损失。本文通过对国内外冰碛湖溃决事件、溃决诱因、溃决模式和溃决洪水特征4个方面研究现状和发展现状的梳理和分析,总结经验和思路,从而为冰碛湖溃决研究和评价提供借鉴和参考。     

1964-2010年青藏高原长江源各拉丹冬地区冰川变化及其不确定性分析

利用1964年美国CORONA间谍卫星影像和1976-2010年的Landsat MSS/TM/ETM+遥感影像, 对青藏高原长江源各拉丹冬地区的冰川进行监测, 获得每10 a间隔的冰川面积数据, 并对冰川制图中的不确定性进行了评估.由于冰川表面比较洁净, 认为该地区冰川变化的不确定性主要由分辨率(Landsat)和人为操作差异造成, 误差可达1%~2%.通过对比发现: 1964-2010年间, 各拉丹冬地区冰川面积总体上减少了45.75 km², 相对变化为6.80%, 冰川年平均变化速度约为0.99 km²·a^-1, 相对变化速度为0.15%·a^-1; 该地区冰川总体退缩较为缓慢, 但部分冰川变化显著, 在138条冰川中, 有14条大冰川存在较为明显的变化.在过去的近50 a中, 该地区的冰川并不是都呈退缩状态, 先后有9条冰川出现过前进的现象, 其中有1条冰川一直处于前进状态, 长江源头冰川(姜古迪如北支冰川)先后出现过两次前进, 分别发生在1964-1977年间和2000-2010年间.