1981年天山冰川站的研究工作

天山乌鲁木齐河源冰川研究站,1981年除了继续进行冰川物质平衡、冰面运动速度、冰川迳流等常规观测项目外,对在冰川积累区测定气温、太阳总辐射、热流、风速、粒雪一冰层温度的遥测装置和数据处理作了进一步的改进;人工冰洞从30米加长至90米,观测冰洞底部的冰川滑动、应变和底碛组构;对雪的变质及粒雪成冰机制和积雪年层划分作了新的探索。另外,还开展了轻便雷达、地震法和重力法测定冰川厚度的对比试验;使用蒸汽钻在冰舌末端至粒雪区布置了11个温度场,第一次获得35米深的冰层温度资料;对石英晶体、半导体、热敏电阻和铜电阻四种温度计进行了野外鉴定;开展冰雪面上的地物波谱特性研究;使用轻便雷达测定冰川站区的2、3、4和6号冰川的冰层厚度;用航片调绘同地面立体摄影相结合的方法编绘了天山冰川站56平方公里范围内的1:1万地形图。     

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.     

青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川春季表面温度空间变化特征及其影响因素北大核心CSCD

通过对2013年春季在青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川上取得的冰川表面温度资料的分析,研究了该冰川表面温度空间变化特征及其影响因素.结果表明:该冰川表面(粒雪)温度在晴天时较多云或阴雪天时偏低,这可能与晴天时冰川表面吸收的部分热量用于粒雪消融而不是粒雪层升温有关;晴天时该冰川表面温度随海拔的升高而降低,其递减率值为0.58℃·(100m)-1,较自由大气的气温递减率值略偏低;晴天时,冰川表层粒雪层厚度对其表面温度具有重要的影响,二者之间呈显著的正相关关系,并且粒雪层厚度每增加10cm,其冰川表面温度会升高约0.46℃.结合青藏高原其他冰川表面温度的观测结果,揭示出当冰川表面存在消融时其表面温度日变化幅度较小,一般只有几度.     

1980年冰川研究进展

从1967年起中断多年的乌鲁木齐河源的天山冰川观测站自1980年5月在1号冰川上恢复观测及试验工作。除常规的定期观测项目如冰川物质平衡、表面流速、冰川径流外,新增加的项目有:冰川积累区气温、风速、辐射,粒雪层温度及热流的遥测,使用轻便雷达勘探冰川厚度的试验,人工冰洞     

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．     

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。     

乌鲁木齐河源1号冰川冰芯剖面物理特征及其形成机理研究

冰芯中的化学成分,记录了古环境和古气候的诸多信息,已有广泛研究.而冰芯剖面的物理特征,由冰芯形成时的水热条件和冰川运动变质作用所决定,同样记录了气候、环境和冰川运动的诸多信息.根据在乌鲁木齐河源1号冰川钻取的6根冰芯的详尽资料,结合冰流模式对冰芯冰龄的估算,分析研究了不同冰川带冰芯剖面的物理特征、形成机理和相应的水热条件.结果表明:积累区冰芯以粒雪一冰交替的原生沉积层为主,受冰川流动引起的动力变质作用影响较小,与该区成冰环境和冰川温度密切相关;平衡线附近的冰芯4.3 m以上主要是由渗浸冻结冰组成的原生沉积层,与附近的成冰环境相吻合,以下部分主要是经过动力变质作用的冰体,源于冰川上部的积累物;消融区冰芯主要由冰川上部下流的冰川冰组成,模拟显示该区冰芯冰龄较长,受局部成冰环境的影响很小.通过对不同区域冰芯特征比较,发现各成冰带的冰芯组成及污化层差别较大;在东、西支冰川同时期冰芯剖面的对比中,发现海拔相近点冰芯剖面组构相近,说明通过冰芯资料来探讨冰川内部特征以及该区域气候环境演变历史等较具代表性.     

冰川消融对气候变化的响应——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

目前气候变暖导致的冰川退缩,引起了广泛关注.以新疆天山乌鲁木齐河源1号冰川为例,根据1959年以来的观测资料,研究了冰川消融对气候变化的响应.结果表明:近50 a来冰川在表面粒雪特征、成冰带、冰川温度、面积、厚度及末端位置等方面发生了显著变化,而这些变化均与气温的升高有着密切的联系;冰川的退缩自20世纪80年代后,尤其是近10 a来出现了加速趋势.其原因除夏季气温升高外,还有两个重要因素,一是冰川温度升高造成冷储的减少,二是冰川表面反射率下降导致辐射能量接收的增强.冰川物质平衡在1986年之前由气温和降水共同决定,之后主要受气温控制.     

中国天山乌鲁木齐河源1号冰川的热量平衡研究(摘要)(英文)

中国西部天山乌鲁木齐河源1号冰川上的消融和热量平衡研究是在冰川消融区中部海拔高度3895m的平坦雪面上进行的。观测场中的粒雪由两个不同层次的清洁粒雪和包含来自沙漠地区尘暴的污化粒雪所组成。当下部污化层在表层出露时,冰川自然表面的反射率则产生急剧的变化。当反射率从0.67降低至0.52时,相应的吸收辐射量将随之增加47％。根据1983年7月5日至25日的观测资料,对具有代表性的各天气情势下的热量平衡各组成分量的计算表明,在热量收入部分中,净辐射供热占71.6％5.40MJ/m~2·d),感热供热占28.4%(2.15MJ/m~2·d)。在热量支出部分中,消融耗热占94.8％(-6.79MJ/m~2·d),潜热占5.0％(-0.36MJ/m~2·d),其余0.2％(-0.013MJ/m~2·d)的热量用于冰雪层中的热传导。以热量耗散形式出现的潜热意味着蒸发抑制了凝结作用。这是因为该区相对的低温和较低的湿度的缘故。在夏季,尽管平均日总量为0.013g/cm~2的蒸发在年物质平衡中所造成的物质亏损似乎是不太重要的,然而它却是制约该区冰川分布的重要因子。     

藏东南嘎隆拉冰川表碛冻融过程与零点幕效应

冰川表碛区冻融过程的观测分析有助于厘清各层之间能量和水分传输的关系,从而为构建相应的能量平衡模型以及冰川径流模型提供理论支持。基于2015年10月至2016年11月嘎隆拉冰川表碛区自动气象站气象资料,对表碛区冻融过程进行分析,结果表明：表碛中出现冻土中常见的秋季和春季零点幕效应,秋季零点幕持续时间32天,春季零点幕持续58天;春季零点幕期间,气温和地表温度均呈现清晨低,午后高的日变化特征,而表碛层内温度没有明显的日变化特征,其体积含水率呈“脉冲式”变化;春季零点幕效应结束,底层冻结层破坏后,冰川冰消融才开始;嘎隆拉冰川表碛对冰川冰消融的影响不仅是因为表碛较厚,在消融量上抑制了冰川冰的消融,而且更重要的是表碛产生零点幕效应,延迟了表碛下冰川冰开始消融的日期,在时间上抑制了冰川冰消融。     

基于Sr-Nd同位素研究祁连山老虎沟冰川区冰尘和粒雪粉尘来源

沉降在冰川表面的粉尘与微生物作用形成冰尘,冰尘能够降低冰川表面反照率,进而加速冰川消融。基于2012年和2014年夏季在祁连山老虎沟12号冰川采集的粒雪和冰尘样品,应用Sr-Nd同位素示踪手段研究了其Sr-Nd同位素组成的空间变化以及来源。研究获得了老虎沟12号冰川表面冰尘Sr-Nd同位素在冰川区不同海拔的空间分布特征,发现粒雪中的粉尘主要来源于柴达木沙漠、塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠,而冰尘中同位素示踪发现其来源不同于粒雪,主要来源于该冰川区局地粉尘以及周边的青藏高原地表风化物。Sr-Nd同位素组成也反映了祁连山冰川区大气风尘传输的复杂环流信息。     

青藏高原纳木错流域扎当冰川度日因子特征及其应用

根据青藏高原念青唐古拉峰北坡纳木错流域扎当冰川2007和2008年消融期的物质平衡和气象观测资料,计算了冰川冰和雪的度日因子值,分析了冰川度日因子的时空变化及影响因素.结果表明:扎当冰川雪的度日因子值为5.3mm·d-1·℃-1;不同海拔冰的度日因子在4.0～14.0mm·d-1·℃-1之间,平均为9.2mm·d-1·℃-1.扎当冰川冰的度日因子值随着海拔的升高有所下降,但季节变化规律不明显.利用度日模型对扎当冰川物质平衡进行了模拟,得到2006/2007年度和2007/2008年度该冰川的物质平衡值分别为-534mmw.e.和247mmw.e.,其中2007/2008年度的模拟值接近观测值.     

基于气温的物质平衡模型的参数不确定性分析——以祁连山十一冰川为例

利用祁连山十一冰川东、西支2011年和2012年夏季加密冰川物质平衡和气象资料,评估了基于气温的物质平衡计算模型(单临界气温法和度日模型)在整条冰川的适用性,同时采用扰动分析法和GLUE法,对3个关键参数的敏感性和不确定性进行了分析。结果表明:模型能较好地模拟东、西支冰川的夏季物质平衡,在时空尺度上具有较好的适用性,但模拟结果存在一定不确定性;冰的度日因子(K_(ice))是影响2条支冰川物质平衡模拟精度的最敏感参数,其次是雪的度日因子(K_(snow)),而固液态临界温度(T_s)不敏感;模型参数组的"异参同效"现象明显,且3个参数的后验分布特征明显不同,但存在一个参数区间域,能较好保证模型预测的精度。     

天山乌鲁木齐河源3号冰川的结构和冰碛垅特征研究(英文)

3号冰川从积累区到消融区坡度很陡,是一条复合型冰斗冰川。可谓之乌鲁木齐河源冰川的一个典型。 1981年夏季期间对冰舌区冰川结构特征、冰川末端和前缘冰碛垅的产生及性质、一定时期的物质平衡、新冰期时形成的终碛垅的形态等进行了观测。绘制出了冰舌区和终碛垅的详细地形图,并研究了岩屑聚积的污化带的详细结构。 对含有污化层的冰川冰进行了氧同位素含量和化学成分的分析。以这些结果为基础,可以推测污化带为一种剪切面,所含的岩屑系压力融化-再冻结过程中冰下冰碛所携带。     

天山博格达峰北坡气象条件与冰川物质平衡的关系(英文)

在东天山冰川上,积累和消融是在暖季同时发生的,故分别对积累量和消融量的测量是困难的。为了单独估算积累和消融,夏天我们在D-5冰川附近进行了气象观测。与地面气温相比较,发现冰川上气温比较低,且具有较小的日变化幅度。由高空天气图的分析可知,降水的主要原因可归结于来自极地的冷槽。固态降水发生的频数(S:%)和地面气温(T:℃)之间的关系对冰川积累很重要,这种关系(S=25T 108)可由观测结果得到。消融(a:厘米水层)和日积温(∑T:日平均气温之和,℃·日)也可由关系式(a=1.5∑T)得到。通过这些关系的应用,我们可以估算冰川上积累、消融和物质平衡。除冰川为具有高反射率的新雪所覆盖面外,计算的物质平衡和观测结果很吻合,气象条件和物质平衡与尼伯尔喜马拉雅山冰川进行了简要的比较。     

从末次冰盛期冰川规模探讨当时的气候环境——以乌鲁木齐河源区末次冰盛期冰川为例

根据乌鲁木齐河源区末次冰盛期形成的保存完好的古冰川遗迹和现代气候条件下冰川物质平衡与气候的关系，用冰川动力学方法估算出冰川达到末次冰盛期规模时的气候条件。依据末次冰盛期冰川面积，结合冰川平衡线高度和冰川体积综合分析，乌鲁木齐河源区末次冰盛期的夏季气温应比现代低４．８℃左右，降水约只有现代的３０％。但目前其它古气候方法的研究结果表明，末次冰盛期的夏季气温比现代低５．６℃左右，两者相差０．８℃，其原因可能主要是冰川动力学方法未考虑构造抬升对气温的影响，据此推测，乌鲁木齐河源区末次冰盛期至今的构造上升量约为１３０ｍ。     

2008 - 2014年青冰滩72号冰川物质平衡特征分析

物质平衡是冰川与气候相互作用的关键桥梁, 对气候变化非常敏感。基于青冰滩72号冰川2008 - 2014年冰面花杆和雪坑的观测资料, 结合Landsat系列卫星影像, 利用零平衡线法对青冰滩72号冰川的物质平衡进行计算和分析。结果表明： 青冰滩72号冰川2008 - 2014年平均物质平衡梯度为（0.86 ± 0.19） m w.e.?（100m）^-1; 平衡线高度在（4 109 ± 23） ~ （4 317 ± 92） m a.s.l.之间变化, 平均为（4 167.5 ± 33.2） m a.s.l。同时, 青冰滩72号冰川年净物质平衡介于-1.23 m w.e. ~ +0.31 m w.e., 年平均为-0.38 m w.e., 累积物质平衡为-2.27 m w.e.。此外, 与位于天山地区图尤克苏冰川、 乌鲁木齐河源1号冰川平衡线高度和累积物质平衡的比较发现, 青冰滩72号冰川平衡线高度和物质平衡的变化与图尤克苏冰川相似, 而与乌鲁木齐河源1号冰川的差异相对较大。     

冰川消融耦合模型研究

以冰川的热量、固态、液态平衡为依据,结合液态降水和冰川热量收支等关系,导出完备的冰、热和液态水耦合冰川消长模型。应用于乌鲁木齐河源1号冰川及其总控制水文点,通过4～5年径流过程和冰川物质平衡的模拟检验,表明结构是合理的,效果是好的。     

1984-2016年全球参照冰川物质平衡时空变化特征

基于世界冰川监测服务处（WGMS）发布的冰川物质平衡数据,对全球40条典型参照冰川物质平衡资料进行分析,结果表明：1984年以来,40条冰川中的36条在观测时段内处于物质平衡为负的状态,冰川普遍退缩,尤其在中纬度比较强烈;全球参照冰川物质平衡的多年平均值为-563 mm,累积物质平衡为-18 590 mm,且2000年之后出现了加速消融的变化趋势;全球参照冰川物质平衡的年代际平均值呈阶梯下降,每10年,物质平衡值下降200 mm左右;由于区域气候变化的差异性以及冰川对气候变化的响应程度不同,冰川物质平衡变化表现出显著的区域特征,物质平衡值由北到南出逐渐增大,空间上呈现出典型的纬度地带性和经度地带性特征;气温是控制冰川物质平衡变化的主要因子,物质平衡过程通常与各地区不同时间尺度的气候波动和变化显著相关。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川对夏季0 ℃层高度变化的响应

采用1971-2000年乌鲁木齐河源1号冰川周围4个探空站逐日0 ℃层高度探测资料, 用距离倒数的加权平均得到1号冰川的夏季0 ℃层高度, 并与1号冰川观测资料进行对比, 定性与定量分析了30 a来夏季0 ℃层平均高度变化和冰川观测量的变化趋势及之间的关系. 结果表明: 1971-2000年的30 a里1号冰川夏季0 ℃层高度呈增高趋势, 1990年代呈陡升趋势, 与1号冰川的零平衡海拔高度、消融区面积、 纯物质消融量和融水径流深4个量具有很好的一致性, 为正相关;而与积累区面积、纯积累量、纯物质平衡总量、纯物质平衡值4个量反位相同步变化, 为负相关, 说明天山乌鲁木齐河源1号冰川对自由大气夏季0 ℃层高度具有非常好的响应. 随着全球变暖加剧, 天山山区对流层中下层均显著变暖, 夏季0 ℃层高度升高, 天山乌鲁木齐河源1号冰川消融加快. 1990年代夏季0 ℃层高度陡升, 进而1号冰川出现了最大的物质负平衡.