近期小冬克玛底冰川物质平衡变化及其影响因素分析

冰川物质平衡是反映冰川状况最为直接、 可靠的参数.基于2008-2012年小冬克玛底冰川花杆和雪坑实测的物质平衡资料以及相关的气象资料, 获取了小冬克玛底冰川物质平衡数据并对其影响因素进行了分析.结果表明: 2009-2012年冰川末端共退缩19.7 m, 年均退缩量为4.9 m, 是1990年代中末期的2.3倍; 平衡线高度为5 720 m, 相比1990年代初的海拔5 600 m上升了120 m.与1995年相比, 冰川面积减少了0.095 km², 末端海拔从5 380 m上升到5 420 m. 2008-2012年小冬克玛底冰川物质平衡总量为-1 584 mm w.e., 相当于冰川整体减薄1.76 m. 2009/2010年度物质平衡量为-996 mm w.e., 是小冬克玛底冰川有观测记录以来的最大负平衡值, 夏季平均气温偏高和青藏公路维修导致表面反照率急剧降低是主要原因.对影响冰川物质平衡的因素分析结果表明, 气温特别是夏季气温和净辐射是小冬克玛底冰川物质变化的主要影响因素.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川1959-2009年物质平衡变化过程及特征研究

以天山乌鲁木齐河源1号冰川1958/1959—2008/2009年度物质平衡资料为基础,研究了冰川的物质平衡变化过程及特征.结果表明:51a来1号冰川物质平衡经历了9次负平衡波动和9次正平衡波动,负平衡年与正平衡年之比为35∶16,负平衡年平均物质平衡-450mm,正平衡年平均物质平衡130mm,多年平均物质平衡-267mm.1997—2008年,该冰川连续12a的物质平衡观测结果均为负平衡年,并且总体上处于数值很大的强负平衡,直至2008年出现了历史上最大的负平衡,物质平衡量为-999mm.1959—2009年,累积亏损达-13 646mm(约-2 402.6×104 m3),即冰川平均较之1959年减薄了15.2m,这种长时期连续物质亏损状态对1号冰川是一个严峻的考验.     

祁连山七一冰川物质平衡的最新观测结果

祁连山七一冰川观测结果表明, 2001/2002年度和 2002/2003 年度冰川物质平衡分别为-810mm和-316 mm水当量, 冰面出现显著的减薄状态. 和过去的观测结果相比较, 20 世纪 70 年代为较大的正平衡, 年平均为360 mm水当量; 80年代年平均为4 mm水当量, 基本接近零平衡状态. 到近两年亏损强烈, 为所有观测资料中负平衡值最大的年份, 零平衡线也达到最高位置. 物质平衡出现较大的负值和零平衡线位置升高的状况, 强烈反映了祁连山冰川对气候变暖过程的响应. 如果气候变暖趋势继续, 冰川物质平衡负值将增大、冰面减薄和雪线的升高, 冰川将继续呈现萎缩状态.     

祁连山北坡流域冰川物质平衡波动及其对河西水资源的影响

祁连山北坡各流域发育有现代冰川 2 166条 ,总面积 13 0 8km2 ,冰储量 60km3,冰川融水补给河流约 8× 10 8m3·a-1,占河西地表总径流量的 11% .近 4 0a来 ,东段石羊河流域冰川物质平衡 (Bn)呈较大负平衡 ,Bn在 - 80～ - 12 0mm间 ;西段的讨勒河、疏勒河和党河流域冰川具正物质平衡 ,Bn在+ 5 0～ + 90mm ;黑河流域的冰川处于过渡区 ,其冰川物质平衡多年平均在 - 4 0～ + 4 0mm间 .冰川物质平衡的变化直接影响着河流径流的变化 ,洪水坝河、党河和昌马河的冰川融水补给率达 3 0～ 4 0 %以上 ,东大河、大渚马河、马营河和讨勒河的补给率在 12 %～ 14 %之间 ,而西营河和梨园河仅有 7%左右 .冰川物质平衡逐年变化显示 ,2 0世纪 5 0～ 70年代冰川以负物质平衡为主 ,80年代开始向正的平衡开始转化 ,90年代以正平衡为主 ,主要是冬季气温上升引起的降雪量增加的结果 .在全球气温变暖情景下 ,东段冰川物质平衡将呈增加的趋势 ,西段冰川物质平衡将呈下降的趋势 ,将使西段以冰川融水补给的河流径流增加 ,而东段石羊河流域径流下降明显 .     

青藏高原中部扎当冰川物质平衡研究

最新观测表明,青藏高原扎当冰川2005/2006年度物质平衡量为-306.42×10⁴m³,相当于-1547.57 mm水当量,冰面出现显著的减薄.扎当冰川出现如此大的负平衡在青藏高原中部地区实属罕见,这可能与影响冰川物质平衡过程的区域气候状况和局地气候因素的差异有关系.物质平衡出现较大的负值和零平衡线位置升高的状况,强烈反映了扎当冰川对气候变暖过程的响应.     

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.     

乌鲁木齐河源1号冰川度日因子时空变化特征

度日模型是估算冰川消融的一种简单而有效的方法,度日因子是该模型的重要参数,反映了单位正积温产生的冰雪消融量,其时空变化特征对不同模型模拟冰雪消融过程的精度有较大影响.根据乌鲁木齐河源1号冰川22a的物质平衡花杆观测资料和大西沟气象站气象资料,分析了该冰川度日因子的时空变化规律及其影响因素.结果表明:时间尺度上,融雪度日因子年际变化不大,融冰度日因子随年际变化有增加趋势,且这种增加趋势在冰川中下部要比冰川上部明显;空间尺度上,随海拔升高,度日因子具有明显的下降趋势;2000-2004年与1983-1989年相比,1号冰川东、西支夏季物质平衡变化量分别为-240mm和-290mm,其中气候变化直接引起的变化量为-206mm和-175mm.     

乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实

分析研究了天山冰川站自 195 9年以来的气温、降水、水文、冰川物质平衡、冰川末端变化、冰川运动和冰川面积变化观测资料 .结果表明 ,2 0世纪 90年代中期以来 ,乌鲁木齐河源区处于一个最为显著的暖湿阶段 .195 8— 2 0 0 0年的 4 2a间 ,1号冰川年平均物质平衡量为 - 188.6mm (约为 - 34.6× 10 4m3 ) ,累积物质平衡量达到 - 792 5mm ,亦即冰川减薄了 8m多 ,累积亏损量达 14 5 2× 10 4m3 .1号冰川面积在 196 2— 2 0 0 0年的 38a间减少 0 .2 2km2 ,为 11% ,并呈加速减小趋势 .196 2年至今 ,1号冰川东支末端共退缩 16 8.95m ,西支 185 .2 3m ,冰川表面运动速度减缓 .1号冰川年融水径流量有增加趋势 ,1985年前后是个分界线 ,1986— 2 0 0 1年年均径流深为 936 .7mm ,较之 195 8— 1985年的 5 0 8.4mm高出 4 2 8.3mm ,亦即增加 84 .2 % .气温持续升高 ,冰川冷储减少可能是导致冰川加速消融的重要原因 .     

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡高度变化特征及其对径流的影响

利用天山乌鲁木齐河源1号冰川1980-2010年的物质平衡、水文气象实测资料, 分析了1号冰川1980-2010年的各高度带物质平衡特征, 进而分析了1984-2010年纯积累和纯消融的变化特点及其与气象要素、冰川融水径流变化的关系. 结果表明: 1号冰川物质平衡处于持续的负平衡, 纯积累量与年降水的相关系数为-0.16, 纯消融量与年均温的相关系数为0.61, 与夏季(6-8月)气温的相关系数为0.78. 2010年1号冰川为有观测记录以来的最强消融年(b_n=-1 327 mm), 整个冰川处于消融区(平衡线高度大于海拔4 484 m, 积累区面积为0), 同时东、西支冰川各高度区间的物质平衡变化也与往年度显著不同, 说明2010年是1号冰川物质平衡变化的特殊年份, 也有可能1号冰川的物质平衡变化进入了一个新的亏损变化阶段. 对其径流数据的分析还表明, 温度对径流的影响大于降水对径流的影响.     

祁连山老虎沟12号冰川表面能量和物质平衡模拟

采用HOCK的分布式能量物质平衡模型对老虎沟12号冰川消融期的物质平衡进行了模拟,时间步长为1 h,空间分辨率为30 m. 模型结果利用物质平衡观测数据和气象站观测数据验证,模型模拟时期为2012年6月1日-9月30日. 模型模拟结果表明,地形因子对太阳辐射影响相当显著;散射辐射在总辐射中的比例较大为39%,模拟期冰川表面物质平衡为-506 mm w.e.. 在模拟期整个冰川平均上净辐射占能量收入的84%,感热通量占有16%;消融耗热则是能量的主要支出占有62%,潜热通量占有能量支出的38%.     

西昆仑山南坡郭扎冰川水文特征的分析

郭扎冰川作用区冰川融水径流域年径流量的８０％。纯冰川融水径流模数为１７．７Ｌ／ｓ·ｋｍ＾２，冰川融水径流深为２００．２ｍｍ，冰川消融深是目前我国有实测资料冰川中的最低值。冰川融水径流年内分配很不均匀，夏季（６－８月）占８０％，最大肖融期为７－９月，占８６．３％。     

天山乌鲁木齐河源区1号冰川径流模拟研究

采用HBV-ETH模型, 利用1980-2006年实测水文气象数据对乌鲁木齐河源区1号冰川日径流进行模拟研究. 在考虑度日因子和面积变化的基础上, 模拟了1980-2006年流域的径流深和土壤蒸散发; 依据水量平衡原理, 得到了流域冰川物质平衡和冰川体积变化序列, 同时对比验证了模型的模拟效果. 研究表明: 若将冰川面积视为常数进行模拟, 将会使得模拟径流比实际偏大, 过去26 a平均高估7%左右. 1980-2006年间, 若不考虑面积变化, 累积体积变化被高估3%左右.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川径流对气候变化的响应分析

利用天山乌鲁木齐河源1号冰川1959-2006年的气象、冰川物质平衡和1980-2006年的水文资料,分析了其冰川径流的变化.结果表明:由于1996年以来的显著升温,导致了1号冰川水文点径流主要受夏季气温变化的控制,冰川物质损失对径流的补给作用已超过了降水的作用.1996-2006年与1980-1995年相比,夏季气温...     

Factors Affecting the Variation of Glacier Surface Runoff-Coefficient in the Recent Years

The mass balance of Urumqi Glacier No.1 (Glacier No.1) was calculated by water balance method and direct measurement method respectively. Water balance method is a kind of calculating method, which studies about the relationship between storage, supply and consumption of water resource in a certain area in a certain period of time (Time for this research is a mass balance year).Mass balance calculated by this method and acquired by filed observation was compared and analyzed. Therefore we got their correlation and expected to apply it to other high latitude and altitude areas.Mass balance and glacial runoff data of Urumqi Glacier No.1 used in this research were acquired from Annual Report of Tianshan Glacier Station, and that started observing in 1959.The data used by this study is collected from 1982-2014. The data of runoff was measured by the hydrology station of Urumqi Glacier No.1 Glacier, which is located in the lower reaches of the glacier about 300 m, and catchment area is about 3.34 km².The data of precipitation and runoff was provided by Daxigou Meteorological Station located in the altitude of 3 539 m, which is distant from the terminus of Urumqi No.1 Glacier about 3 km.Through the comparison of these two kinds of methods, we found that: ①It is better to use water balance method to calculate the mass balance in long time series. The result of water balance method was 1% different from the result of direct measurement during 1982-2014, and the corresponding glacier runoff coefficients were 0.7 and 0.85, respectively. ②The results of water balance method during 1982-2005 had a high correlation with the direct measurements, and the error was relatively small. Besides that, the glacier runoff coefficient reflected the glacier runoff well. However, there were obvious differences between the two kinds of methods during 2005 2012 which showed that the glacier runoff coefficients changed a lot. According to analyzing the two periods of 2005 to 2008 with large error and 1996 to 1999 with small error, we found that the results of water balance method were generally higher than that of the direct measurement in summer. The analysis showed that the changes of water conditions and the corresponding in the glacier runoff coefficient were the main reasons for these differences.The data of precipitation and runoff in the study area was combined with the measured mass balance data, and their potentially internal relationship was found, which could be used to acquire the meteorological data easily and to deduce the mass balance data which is difficult to be acquired. This conclusion is helpful to extending the study area from a single glacier or basin to a large regional scale. Limited to the shortage of data, for the example, this study only discusses the single glacier, Urumqi Glacier No.1. Overall, this study shows that using the potential of water balance method can compute the data of glacier mass balance more accurate on long time scale.     

Thermal regime of a supraglacial lake on the debris-covered Koxkar Glacier, southwest Tianshan, China

A supraglacial lake was surveyed on the Koxkar Glacier in southwest Tianshan from July to September 2007 and July to September 2008, and the temperature variation characteristics of the lake, debris and debris-free ice were analyzed at different depths to determine the thermal regimes. In addition, the discrepancies of temperature variation characteristics were investigated for different geomorphic units of the ablation zone of the Koxkar Glacier. It was found that daily temperature variation curves for deep water are V-shaped because meltwater from the glacier surface at temperatures of around 0°C feeds the lake and mixes with the relatively high-temperature surface water during the day. As the water temperature rises to approximately 4°C, the mixed water sinks and forms a low-temperature trough in the deep water of the lake in the middle of the day. The vertical lapse rate of the lake water temperature against depth (?0.33°C/m) has a magnitude lower than that of the debris (?4.29°C/m) and that of the debris-free ice (?0.38°C/m) in the Koxkar Glacier??s ablation zone. The temperature curve for the surface water largely varied between the temperature curves for the debris at depths of 0.2 and 0.5?m. The surface thermal condition of the ablation zone is significantly affected by the daily weather, and there is a limited influence in debris at a depth of 1?m and in the lake at a depth of 5?m.     

近期新疆哈密代表性冰川变化及对水资源影响

新疆哈密是资源性缺水地区,冰川是该区主要的供给水源。为了对该区冰川和水文水资源的现状和未来变化做出合理评价和预估,以榆树沟6号冰川和庙尔沟冰帽为代表,结合野外实测资料以及近年来在冰川变化领域所取得的相关研究成果,综合分析了在气候变暖背景下新疆哈密地区冰川近年来的变化过程及对水资源的影响。结果表明,1972-2011年,榆树沟6号冰川厚度平均减薄20 m,减薄速率约为0.51 m/a,冰川末端退缩254 m,年均退缩约6.5 m。由于强烈消融,冰川表面径流发育明显,且在末端有冰碛湖形成。相比之下,庙尔沟冰帽消融速率相对较小,对气候变暖的敏感度较低,这与冰帽类型和所处海拔较高有直接关系。综合分析发现,流域有无冰川覆盖及覆盖的比率大小,直接造成哈密地区不同流域近期河川径流变化的差异。     

The application of artificial neural networks to simulate meltwater runoff of Keqikaer Glacier,south slope of Mt. Tuomuer,western China

Because glacial melting provides a significant amount of surface water resources, especially in cold arid regions, it is critical that effective methods be developed for predicting their behavior. Glacier runoff differs from other types of stream flows, being characterized by large diurnal fluctuations, with maximum discharge during the summer months. Moreover, the size and remoteness of glaciers makes them difficult to study directly. Hence, developing effective modeling techniques is our best hope for understanding and predicting glacial melting phenomena. In the past, physics-based models have been used with some success. In this study, conducted in 2003 and 2004 on the Keqikaer Glacier on the south slope of Mt. Tuomuer, however, we used the newer artificial neural networks (ANNs) modeling technique. As the input nerve cell, we used the hourly wind speed, precipitation, air temperature, radiation balance, and ground temperature; the output nerve cell was the diurnal runoff at the glacial terminus. We then analyzed the simulated results under different scenarios by varying the input-nerve-cell parameters. It was found that ANN can simulate the process of glacier meltwater runoff successfully when basic parameters such as air temperature, precipitation and radiation balance are few. The results indicate that ANN can simulate the process of glacial meltwater runoff quite well, and that meteorological variables could in fact be used successfully to simulate glacier meltwater runoff using the ANN method.     

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.