Recent climatic significance of chemical signals in a shallow firn core from an alpine glacier in the South-Asia monsoon region

There are 19 sub-tropical temperate glaciers on Mount Yulong, the southernmost currently glacier-covered area in Eurasia, controlled by the south-western monsoon climate. In the summer of 1999, a firn core, 10.10 m long, extending down to glacier ice, was recovered in the accumulation area of the largest glacier, Baishui No.1. Periodic variations of climatic signals above 7.8 m depth were apparent, and net accumulation of four years was identified by the annual oscillations of isotopic and ionic composition. The boundaries of annual accumulation were confirmed by higher values of electrical conductivity and pH, and by dirty refreezing ice layers at the levels of summer surfaces. Calculated mean annual net accumulation from 1994/95 to 1997/98 was about 900 mm water equivalent. The amplitude of isotopic variations in the profile decreased with increasing depth, and isotopic homogenization occurred below 7.8 m as a result of meltwater percolation. Variations of δ¹⁸O above 7.8 m showed an approximate correlation with the winter climatic trend at Lijiang station, 25 km away. Concentrations of Ca²⁺ and Mg²⁺ were much higher than those of Na⁺ and K⁺, indicating that the air masses for precipitation were mainly from a continental source, and that the core material accumulated during the winter period. The close correspondence of Cl ⁻ and Na⁺ indicated their common origin. The decreasing trend of Na⁺/Cl⁻ ratios with increasing depth further reflects a progressive homogenization process caused by meltwater percolation. Concentrations of SO₄²⁻ and NO₃⁻ in the core are quite low. The mean annual net accumulation in the core and the estimated ablation indicate that the average annual precipitation above the glacier's equilibrium line is 2400–3100 mm, but this needs to be confirmed by long-term observation of mass balance.     

Recent 200 Years Climatic and Environmental Records From the Far East Rongbuk Ice Core, Mt. Qomolangma(Everest)

RECENT 200 YEARS CLIMATIC AND ENVIRONMENTAL RECORDS FROM THE FAR EAST RONGBUK ICE CORE, MT. QOMOLANGMA (EVEREST)     

典型海洋型冰川区消融期雪坑层位演变及离子沉积后过程初探

2006年4—7月,在玉龙雪山白水1号冰川消融区(P1)和积累区(P2)分别开挖雪坑连进行续观测,分析了海洋型冰川在消融期雪坑内各层位的物理变化以及各离子的沉积后过程.结果表明:海洋型冰川区雪坑的消融速率远大于大陆型冰川;随着消融的进行,雪坑中各种粒雪成分逐渐向粗粒雪转化,同时冰片数量增多以及含水层加厚,并且向雪坑底部移动.雪坑消融可以分为雪坑内部的细粒雪、中粒雪向粗粒雪转变,雪坑厚度变化不大以及雪坑厚度的快速变薄两个过程,P2处两消融过程转变时间比P1处大约推迟两个月.根据各种离子在P1处雪坑剖面的浓度变化,白水1号冰川积累区的淋溶序列为:K+SO42-NO3-Cl-Ca2+Mg2+Na+.由于海洋型冰川的消融期也是它的积累期,该序列中各离子的顺序不仅反映了融水淋溶作用的影响,同时反映了物质输入对雪坑内离子浓度变化的影响.     

云南玉龙雪山第四纪冰期与冰川演化模式

云南玉龙雪山高峰区有现代冰川１９条,面积１１．６１Ｋｍ＾２,冰川融水汇入金沙江。在现代冰川外围有丰富的古冰川遗迹,可划分３次更新世冰期,即大理、丽江和云杉枰冰期。相当于欧洲阿尔卑斯的玉木里斯和民德冰期。其中以丽江冰期冰川规模最大,当时,河水冰期的白水河冰川长２．５Ｋｍ,冰川 演化模式与梅里雪山、贡嘎山东坡相同,均属藏东南型,而与青藏高原广大高山区以例数第三次冰不川最大规模有别。主要是它们位于青藏高     

玉龙雪山白水1号冰川近地层气象要素变化特征

利用2011年10月1日至2012年9月30日玉龙雪山白水1号冰川海拔4 500 m气象观测资料,对位于我国最南、亚欧大陆距赤道最近的海洋型冰川区近地层气象要素基本特征进行了分析,并与同海拔大陆型冰川——祁连山老虎沟12号冰川区近地层气象要素进行了对比。研究表明：海洋型与大陆型冰川区气温逐时变化呈单峰单谷型分布,均表现出升温快降温慢的特点,观测点5 m层气温高于2 m层气温,二者差值日变化呈单峰型,峰值出现在北京时间12：00;受季风气候影响,研究区干季相对湿度小,湿季相对湿度大,年均相对湿度为73.3%,与相对湿度相比,研究区水汽压变化更受控于气温;两冰川区冬半年气压低,夏半年气压高,均表现为典型的"高山型"气压;受冰川"冷效应"影响研究区干季风速大,湿季风速小,因冰川规模较小,研究区冰川风不发达,谷风发育强劲;受季风期云雨影响,白水1号冰川区总辐射在季风前期达到最大值,季风期达到极小值,年均总辐射量低于老虎沟12号冰川同海拔地区。     

The Features of Climate Variation and Glacier Response in Mt.Yulong,Southeastern Tibetan Plateau

The Features of climate change in Mt.Yulong, southeasten Tibetan Plateau were analyzed using linear regression, Mann Kendall abrupt test and Morlet wavelet analyses. In addition, the relationship between glacier retreating (Baishui Glacier No.1) and climate warming wasalso analyzed in this study. The main results are showedas follow: ① The annual mean temperature, precipitation have an increasing trend, withinclination rates being 0.15℃/10a and 9.0 mm/10a;annual temperaturedramatically ascend in 1998 with the change values 0.7 ℃; Morlet waveletsin annual temperature andtemperature in dry season mainly have a 10 to 15 year periods,while annual precipitation amount and the precipitation in rainy season presented a quasi 10 year periods. ②Prior to 1998, the important meteorological factor influencing the change of Baishui Glacier No.1 are temperature and precipitation, while in the following years, temperature plays a more important role in affecting its retreat and advance; The main characteristic ofvertical climate change in Mt. Yulong (1982/2009) is that the cold season shortens and temperature rises with elevation, and the maximal value of increased temperature in glacier zone is 2.2~2.5 ℃, resulting in greatly accelerated glacier ablation.     

玉龙雪山白水河1号冰川消融期表面流速特征分析

2016年7月15号在玉龙雪山白水河1号冰川表面布设了16根花杆（stakes）,建立了冰川运动速率观测网;用TrimbleGeoXT型手持差分GPS对花杆位置坐标进行测量,获取了2016年7月-10月玉龙雪山白水河1号冰川花杆的观测数据,并分析其表面运动特征。结果表明：冰川运动速度方面,横剖面上由主流线附近向两侧变小;纵剖面上由末端到冰川粒雪盆逐渐减小,与一般山岳冰川的运动规律不同;冰川运动方向上,速度矢量大多沿主流线向下运动或者稍微偏离主流线一定方向;冰川的运动速度与冰川的消融速度变化不同步,相比之下运动速度的变化有一定的滞后性;强烈发育的冰裂隙分隔了两侧的冰体,影响了冰川的整体运动方式,使该冰川的运动方式较为特殊。冰川末端退缩速度不断加快且退缩趋势将持续。     

玉龙雪山白水1号冰川运动速度测量与研究

采用玉龙雪山白水1号冰川2011年6～9月的高精度GPS实测数据,对白水1号冰川的运动速度进行了探索性研究,并与其他数条典型冰川作了对比分析。结果表明,与北半球典型大陆性冰川相比,玉龙雪山白水1号冰川运动速度明显偏快,介于2.34～4.74 m/月之间,是同规模大陆性冰川的月运动速度的6～10倍,有独特的海洋性冰川运动特征。与藏东南同一类型的帕隆94冰川相比,玉龙雪山白水1号冰川运动速度约为其一半,这说明海洋性冰川的运动速度与规模成正比。同时,白水1号冰川末端平均海拔为4 381 m,近10年几乎保持了相同的退缩速度,说明在当今气候变化背景下,白水1号冰川对气候变暖的响应程度相同。     

慕士塔格冰芯降水记录及其对冰川水资源的气候意义

2003年在东帕米尔慕士塔格冰川海拔7010 m处钻取了的一支长41.6 m的冰芯,从中恢复了1955年以来的积累量.结果表明:自20世纪70年代以来,冰川积累量持续减少,特别近年来积累量呈加速减小趋势;平均而言,20世纪90年代后期至2003年平均积累量只有20世纪60年代冰川积累量的一半.重建的慕士塔格地区冰川物质平衡近20 a来亏损严重,主要是由近年来慕士塔格高山区降水的减小和温度的升高共同作用引起的.对主要以冰川融水为补给的塔里木河流域上游山区而言,短期冰川融水的增加会调节河流径流,而当冰川得不到足够的降水补充时,冰川的退化必然影响到下游的河流径流.     

Changes in ionic and oxygen isotopic composition of the snow-firn pack at Baishui Glacier No. 1, southeastern Tibetan Plateau

To properly interpret climatic and environmental information recorded in ice cores retrieved in the temperate-glacier region, the post-depositional processes, especially the meltwater percolation, need to be well understood. From late April to mid-July 2006, two successive snow pits, site P1 located at 4,750?m a.s.l. in the ablation zone and site P2 at 4,900?m a.s.l. in the accumulation area at Baishui Glacier No. 1, Mt. Yulong, southeastern Tibetan Plateau, were excavated. Changes in soluble ions (K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^?, NO₃ ^? and SO₄ ^2?) and stable oxygen isotopes (??¹⁸O) in the snow pits were investigated. Before the melting period, soluble ions and ??¹⁸O exhibit pronounced seasonal variations, with high values in the upper snow-firn layer (accumulated in winter/spring season) and relatively low values in the lower firn layer (deposited in summer season), reflecting seasonal shift in the Indian summer monsoon and winter westerlies over the region. During the melting period, most ions in the upper snow-firn layer were leached with different efficiencies. Although no significant changes in ion concentrations in the lower firn layer were observed, the impurities in the upper snow-firn layer could be eluted down into the lower firn layer. However, the pre-melting isotopic stratigraphy remained relatively unchanged during the observation period, indicating that the influence of meltwater percolation on stable isotopes is less significant than that on soluble ions. This understanding is crucial for the interpretation of ice-core records in the monsoon temperate-glacier region.     

天山庙尔沟平顶冰川的基本特征和过去24a间的厚度变化

山岳冰川在20世纪出现的全面退缩以及在最近20 a的加速消融是近年来国际冰川与全球变化研究的热点问题之一.庙尔沟平顶冰川位于天山山脉的最东段,南、北、东外围为气候十分干燥的荒漠戈壁,高山冰川是哈密绿洲主要的水资源,其冰芯记录包含有起源于这一地区的沙尘暴信息.因此,对该冰川的研究一直为人们所关注.基于2004年和2005年对庙尔沟平顶冰川的考察和取得的冰芯资料,初步探讨了庙尔沟平顶冰川的基本特征和过去24 a间的厚度变化.     

玉龙雪山浅冰芯pH值对冰川作用区降水量变化的响应

玉龙雪山10.10 m浅冰芯的pH和电导率(EC)变化分析以及与Ca2 、 Mg2 、 K 和Na 浓度的对比表明, 玉龙雪山主要受局地碱性陆源物质的控制.与丽江气象台站的降雨量资料比较发现, 在海洋性冰川区浅冰芯pH和电导率的变化与降雨量和周围地表可溶性离子的输入量关系密切, 并与降雨量呈显著的负相关关系.结合玉龙雪山主要由局地来源补给的特征, 引入TSP(总悬浮颗粒物)作为局地可溶盐补给能力的代用指标分析玉龙浅冰芯pH值对降水量年际变化的响应.在相对湿润年, pH值较低, 若TSP值较高, 则pH值相对较高, TSP值较低, 则pH值较低.在相对干旱年, pH值较高, 若TSP值较高, pH值较高, 若TSP值较低, 则pH值相对较低;在海洋性冰川区, 浅冰芯pH和电导率的变化, 并结合TSP能够有效的反映出冰川作用区干湿的年际变化, 是大气环境状况的敏感指示器.     

达索普冰川海拔7100m处气泡封闭过程研究

通过对希夏邦马峰北坡达索普冰川气泡形成过程的研究表明,随着深度增加,粒雪中开放气孔体积逐渐减小,但粒雪层仍保持良好的气体渗透性,直到粒雪一冰转变层位开放气孔完全与大气隔离,形成彼此分离的孤立气泡．显然,冰内气泡包裹气体与同层位的冰存在年龄差,只有在气孔完全封闭后,气泡封闭的深度亦不相同,但气泡封闭处对应的密度都大致相当,为079～0．83Mg·m－3．达索普冰川粒雪层中开放气孔在40～47m深度范围内快速封闭,在45m处有50％的气泡形成计算得出气泡中气体与同层位冰的年龄差为59a,同层位气泡中的气体所代表的主体年代分配范围为11a．     

无人机在冰川复杂地形监测中的应用

冰川作为冰冻圈核心要素之一, 是气候变化的天然指示器。通过监测冰川变化, 可以了解局地或全球气候波动, 无人机飞行测量技术是当代冰川观测研究的重要监测技术。选取玉龙雪山白水河1号冰川为研究区, 利用无人机低空飞行航测, 获取冰川末端分辨率为0.09 m的正射影像和数字地表模型（DSM）。将正射影像与高分一号影像、 Google Earth提供的Pléiade影像进行对比分析, 结果表明： 空间上, 无人机航测正射影像能较好的与高分一号、 Pléiade影像产品进行匹配。高分辨率无人机航测影像, 能够很好地表达冰面地形和一些微地貌特征。同时, 无人机航测构建的空间分辨率为0.09 m的DSM模型, 对冰面地形特征反映地更为详尽和准确。此外, 本次航测结合历年卫星遥感数据和地形图资料表明： 自1957年至2018年5月, 白水河1号冰川末端平面距离累积退缩达（646.27±12.04） m。无人机技术在复杂地形、 多云天气、 人工观测难的冰川环境中开展摄影测量具有很大应用前景。通过冰川末端无人机航测实地验证, 将为下一步整条冰川物质平衡的监测和计算提供技术和方法支撑。     

青藏高原冰川内部富含水冰层的发现及其环境意义

基于青藏高原昆仑山玉珠峰冰川Core 1冰芯钻取过程中所获得的相关资料,揭示出在该冰芯钻取点处的冰川内部34.34~34.64 m深度段存在一个富含水冰层,其未冻水(液态水)具有承压性质,水头高度至少可达到8.54 m. 该富含水冰层的存在不仅对冰川温度场带来了极大的影响,而且使该层中δ¹⁸O记录趋于均一化. 通过分析,揭示出该富含水冰层中可溶杂质离子浓度明显高于其上部冰层中的可溶杂质离子浓度,这是富含水冰层在形成初期其上部粒雪层融水下渗所引起的可溶杂质离子淋溶的结果. 同时,研究表明玉珠峰冰川粒雪中可溶杂质离子的优先淋溶顺序为NO₃^-> Mg²⁺> Na⁺> Cl^-> K⁺> SO₄^2-> Ca²⁺> NH₄⁺. 提出可利用最易淋溶离子的浓度与最不易淋溶离子的浓度之比值,来判断冰雪层中可溶杂质离子浓度峰值是否与淋溶有关. 结合青藏高原其他地点冰芯钻取过程中发现的富含水冰层状况,认为青藏高原冰川内部富含水冰层不是在整个冰川区域内呈层状分布,而是在冰川内部呈透镜状分布. 冰川内部富含水冰层的存在,表明其形成初期气候相对较暖. 最后,阐明了青藏高原冰川中富含水冰层的形成机理与演化过程,并预测了其潜在的灾害效应.     

利用雪层层位跟踪法研究暖型成冰作用的年限——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

降雪通过冷型或暖型成冰作用转化为冰川冰,中国冰川以暖型成冰作用为主.利用在雪层中插置竹板,通过竹板进行层位跟踪的方法,历时24个月连续观测,研究了1号冰川积累区(海拔4130m)降雪演化为粒雪冰的时间问题.结果表明:夏季,新雪转化为细粒雪约需要7 d,细粒雪转化为粗粒雪约20 d到3个月;同样的转化在冬季分别需要约2.5个月和2~4.5个月.粗粒雪转化成粒雪冰的时间大约40个月.由此得到该处新雪演化为粒雪冰历时约41~47个月.8~9月为雪粒演化的主要成冰期.不同层位雪层的密实成冰速率因粒雪性质和密度的不同而有很大差别,融水是影响成冰时间及成冰量的重要因素.     

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.     

天山南坡台兰河流域冰川物质平衡变化及其对径流的影响

应用控制流域的径流及相关降水资料,通过模型重建了台兰河流域平均冰川物质平衡序列.结果显示,1957—2000年流域冰川平均年物质平衡为-287mm,累计冰川物质平衡-12.6m;44a来由于气温升温引起的冰川净消融相当于每年补给河流径流1.24×10⁸m³,占河流年径流量的15%.1982年以后,流域冰川物质平衡一直呈负平衡,1957—1981年平均物质平衡为-168mm·a^-1,1982—2000年平均为-445mm·a^-1.随着气候由暖干向暖湿转型,降水量增加,但冰川对气温的敏感性更大,冰川消融加快,冰川融水量持续增加.气温和降水量的变化与北大西洋涛动和北极涛动变化一致,其突变年份都在1986—1988年左右.     

西天山托木尔峰南麓大型山谷冰川冰舌区消融特征分析

基于对托木尔峰南麓托木尔型山谷冰川的野外考察和典型冰川的定位观测,对冰面被表碛广泛覆盖的所谓“托木尔型”冰川冰舌区表碛与冰面消融的关系进行了研究. 结果表明：表碛对冰面消融、冰川水文过程、冰川变化等均具有重要影响,当表碛厚度超过3 cm时,表碛对冰面消融就产生明显抑制作用,且随着厚度增加,冰面消融显明减弱. 科其喀尔冰川表面的观测表明,由末端向上,表碛厚度逐渐减薄. 受表碛影响,科其喀尔冰川区最大的消融量出现在海拔3 800~3 900 m之间、表碛物厚度小于10 cm的区域内;冰川消融强度由此向上随着海拔的升高而下降,向下随表碛厚度的增大而减弱. 冰面湖的发育是表碛覆盖冰川的又一主要特征,湖水对冰面的融蚀和快速排泄成为冰面产汇流的主要过程. 科其喀尔冰川研究表明,两三个冰面湖排泄形成的融蚀冰量就相当于冰川末端退缩造成的冰量损失. 因此,冰面湖等热喀斯特地形的形成、扩张融蚀、融穿排泄、形成湖区低地,这一周而复始的过程不仅是其主要消融方式之一,而且也强烈的影响着冰川水文及冰川变化. 托木尔峰南麓地区大型冰川变化主要以厚度减薄为主,而不是像大多数冰川显著的变化主要表现在末端和面积减少方面.