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。     

阿尼玛卿山冰川跃动基本特征研究

已有研究表明阿尼玛卿山地区有4条跃动冰川，其中西坡晓玛沟冰川的跃动已经造成4次冰川垮塌灾害。基于1977年以来Landsat和2015年以来Sentinel-2等卫星影像，以冰川末端和表面典型地物变化为主要参考，研究了阿尼玛卿山地区跃动冰川的分布和跃动事件发生、持续时间以及跃动周期等基本特征。结果显示，阿尼玛卿山地区有多达11条跃动冰川（包括分支冰川），条数和面积分别占2022年该地区冰川总条数和总面积的约10%和约66%。1986年以来，阿尼玛卿山地区已经发生了17次冰川跃动事件，其中曲什安22号和切木曲23号冰川的跃动目前仍在进行中。西坡晓玛沟冰川2000年以来的频繁跃动已造成5次不同规模的冰川垮塌灾害事件，其中2021年的跃动和垮塌事件此前未被报道。此外，尚有7条冰川在1986年以来某些时段有微弱前进现象，疑似也发生了一定程度的跃动，条数和面积分别占2022年阿尼玛卿山地区冰川总条数和总面积的约6%和约13%。研究结果还显示，阿尼玛卿山冰川的跃动表现为以慢速跃动为主的特征，并且多具有50年以上的跃动周期。在1990年以来的气候变暖背景下，维格勒当雄冰川和哈龙冰川的跃动特征发生了较...     

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。     

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.     

跃动冰川

正常的冰川运动速度,一年不过30-300米左右。可是,有些冰川会出现周期性地暴发式向前推进的现象。为了与那些流速正常的冰川有所区别,冰川学者把暴发式前进的冰川叫做跃动冰川,也有人把它叫做波动冰川、飞跑冰川或灾难性前进冰川。 现在已知,世界上至少有三百条以上的跃动冰川。仅阿拉斯加一地,就有跃动冰川二百条左右。此外,它们还分布在喀喇昆仑山、喜马拉雅山、天山、帕米尔、阿尔卑斯山、南美安弟斯山、加拿大北极诸岛、斯匹茨卑尔根群岛、冰岛、格陵兰岛。     

1993—2016年喀喇昆仑山中部Shigar流域冰川物质平衡变化空间特征研究

基于Landsat系列卫星遥感影像、 SRTM DEM和TanDEM-X DEM对喀喇昆仑山中部Shigar流域不同类型冰川的面积变化、 物质平衡进行了分析。结果表明： 1993—2016年间Shigar流域内有25条跃动冰川（面积增加1.30 km2）, 68条前进冰川（面积增加0.86 km2）, 50条退缩冰川（面积减少3.48 km2）, 376条稳定冰川（面积减少1.34 km²）。跃动冰川的冰川长度和规模均集中在较大范围内, 前进冰川的规模略高于退缩冰川, 退缩冰川多为小规模冰川, 特大规模冰川保持稳定状态; 不同类型冰川的空间分布差异较大, 且不同海拔带内水热组合条件不一致也影响冰川运动状态。2000—2013年间, 流域内跃动冰川物质平衡为（+0.17±0.03） m w.e.·a^-1, 前进冰川物质平衡为（-0.01±0.03） m w.e.·a^-1, 退缩冰川物质平衡为（-0.22±0.03） m w.e.·a^-1, 稳定冰川物质平衡为（-0.01±0.03） m w.e.·a^-1。四类冰川表面高程变化随归一化冰川长度的变化模式以及不同海拔带内和不同坡度区间的冰川表面高程变化显示： 跃动冰川主要特征是积累区物质积累量大; 前进冰川上部物质积累并且向下运动推动冰川末端前进; 退缩冰川消融区物质亏损量大使得冰川末端退缩。     

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。     

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.     

喀喇昆仑山克勒青河谷近年来发现有跃动冰川

根据冰川编目、Landsat MSS/TM/ETM 影像和相关的历史考察制图,利用GIS进行了不同时期的冰川分布图的制作,对比分析了不同时期冰川范围.重点监测了喀喇昆仑山北坡克勒青河的5Y654D48、5Y654D97的不同时段内的冰川运动状况.结果发现:5Y654D48冰川和5Y654D97冰川分别在1990-2000年与1977-1990年间运动速度达272 m·a-1,213.1 m·a-1,比其它时段运动速度大7～20倍,具备跃动冰川的运动特征.分析认为,5Y654D48冰川在1990-2000年、5Y654D97在1977-1990年间曾分别发生过冰川跃动.     

音苏盖提冰川表面流速特征分析

跃动冰川的监测相对比较困难。本文采用Sentinel-1所携带的C波段合成孔径雷达特征匹配方法(Feature-Tracking)获得了喀喇昆仑北坡克勒青河谷音苏盖提冰川物质平衡年内比较详细的冰川表面流速。分析发现:选取的音苏盖提三条分支冰川中,南斯嘎姆里冰川(Skamri Glacier)流速整体大于其余两条,三条分支均存在快速运动区,斯嘎姆里冰川和北分支积累区流速突增,可能存在雪崩现象;两条南分支冰川整体流速夏季大于其他季节,而北分支冬季流速大于其他季节。虽然三条分支均存在快速运动区域,但是即使是流速最快的南斯嘎姆里冰川在物质平衡年内的运动速度也只有119 m·a-1,说明该物质平衡年内音苏盖提冰川并不处于跃动期。     

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)。     

西藏典型冰湖溃决型泥石流的初步研究

西藏地区冰川面积约为35000km^2,是我国现代冰川分布最多的地区,也是现代冰湖分布最多的地区.在现代冰川前进或跃动、冰舌断裂、冰湖岸坡出现崩塌或滑坡、温度骤然增加导致冰川融化加速、湖口向源侵蚀加剧、坝体下部管涌引起塌陷等诸多可能因素的影响下易造成冰湖溃决,出现洪水、稀性泥石流、粘性泥石流等危害方式,造成的灾害远远大于由降水引发的泥石流灾害,常常形成危害严重的地质灾害链.     

黄河源区阿尼玛卿山典型冰川表面高程近期变化

阿尼玛卿山位于青藏高原的东缘,是黄河源区冰川分布比较集中的区域。该区域的冰川物质平衡变化研究对于冰川水资源评估及冰川对气候变化响应研究具有重要借鉴意义。通过TerraSAR-X/TanDEM-X数据的干涉测量方法获得阿尼玛卿山区冰川的高分辨、高精度的数字高程模型（DEM）,与SRTM DEM进行差分获得该区域冰川2000年至2013年间的表面高程变化。对比发现：近13 a来该区域典型大冰川表面高程整体均有所下降,唯格勒当雄冰川末端区域冰川表面高程平均下降（4.16±3.70）m,冰舌中部表面高程有所增加,冰川末端区域表碛覆盖范围有所增加;哈龙冰川表面高程从末端往上呈递减下降的趋势,平均下降（8.73±3.70）m;耶和龙冰川表面平均下降了（13.0±3.70）m,但从冰川末端往上1.6 km区段表面高程平均增加约25 m,冰舌中部表面高程下降明显,对比冰川编目数据、Landsat TM图像可知,该冰川在2000年至2009年间发生过跃动,冰川末端位置前进了约500 m。总体来说,即使存在个别冰川前进现象,该区域冰川在近13 a间仍处于退缩状态。     

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.     

喜马拉雅山和喀喇昆仑山冰川的变化

利用对冰川侧碛中的各化石土壤层进行~(14)C年代测定,确定了喜马拉雅山和喀喇昆仑山冰川的变化。对巴基斯坦、印度和尼泊尔的16条冰川进行了68次年代测定,表明了下述时期的冰川前进(以距今年数计):19500±1500(1次测定),约12700(1次测定),7400(2次测定),4900—4600(5次测定),3700—3100(12次测定),2700—2100(14次测定,分为两次变动,间断期为距今2500—2300),1700—1500(10次测定),1200—950(2次测定),800(2次测定),550(2次测定)和400—100(7次测定)。相对较小的冰川前进发生在:12700(14000?),7500,7000(?)—5000,4500—3800,3000—2700(间断期为2500—2300),2100—1700,500。在野外没有找到冰川跃动的证据。进行考察的冰川的大小和变化均可与欧洲阿尔卑斯山的冰川进行比较。两地区全新世冰川演变史看来是一致的。     

祁连山老虎沟12号冰川冰内结构特征分析

利用探地雷达(Ground Penetration Radar,GPR)调查冰川冰内结构和冰层厚度是一种监测冰川变化常用手段.应用麦克斯维(Maxwell)方程的二维时域有限差分(FDTD)方法,通过将模拟图像与老虎沟12号冰川的实测图像的对比,分析了雷达剖面中的几种反射特征,如冰裂隙、融洞、暖冰等.对比结果表明,GP...     

ON PROFESSOR SHI YAFENG'S CONTRIBUTION TO QUATERNARY GLACIATION RESEARCH IN CHINA

冰期与间冰期旋回是第四纪最基本的气候特征.第四纪期间规模较大的冰川进退留下了丰富、形态独特的冰川地形,对其研究可以获得冰川的时空演化规律.“将今论古”是地质学最基本的工作原理,也是第四纪冰川研究的基本思路.从20世纪50年代,在施雅风先生的领导下,以现代冰川研究为契机,开展了青藏高原及周边山地的第四纪冰川研究,使我国第四纪冰川研究达到国际水平.在对我国西部地区(105°E以西)第四纪冰川有了相当认识后,进行了我国东部地区(105°E以东)第四纪冰川与环境问题的拨乱反正,将我国东部地区第四纪冰川与环境变化研究引向正确的方向.目前,我国第四纪冰川研究进入了以定年为特征的定量研究阶段.在此背景下,我国第四纪冰川将在测年技术的综合应用、老冰期冰川地形的定年、构造抬升与冰川发育的耦合关系等几个方面展开研究与探讨.     

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一环境意义

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、^14C和^10Be定年结果及其构造一环境意义。在海拔3200m的观景台发现距今24—18ka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3150m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—8．7ka的末次冰期与新冰期之间的间冰期,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。雅鲁藏布江大拐弯入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。     

高山冰川雷达探测试验

冰川雷达探测主要采用调制脉冲雷达系统。其基本原理是向冰川发射载波频率为几十至几百兆周的无线电波,接收来自冰川内部或底部反射的回波,藉此来测定冰川的厚度,研究冰川的内部构造、温度和运动状况等。由于冷性冰川冰对电磁波的吸收率很小,吸收系数一般小于几分贝/100米,相对介电常数也较稳定,一般为3.2左右;冰川体(尤其是冷性冰川)一般较均匀。因此,有利于雷达探测技术的应用。六十年代初,首先在极地冰川上使用雷达探测技术,成功地取得了冰层厚度的资料。此种方法适合在飞机上测量,具有快速、经济、准确的特点。目前,已成为冰川学研究的重要技术手段之一。一九七九年五月,我们首次在祁     

长江源区冰川对气候变化的响应

长江源区是青藏高原冰川分布集中的地区之一,冰川总面积达1276.02km².研究表明,该区属于青藏高原升温幅度最大的地区之一,到2050年气温将比1961—1990年平均气温高出2.3~2.7℃,降水增加1%~33%.基于冰川编目资料,采用有关对长江源区未来50a内的气温和降水预测数据,应用冰川系统对气候响应的模型,对该区未来50a内冰川变化趋势进行预测.结果表明:到2010年、2030年、2050年该区冰川面积平均将减少3.2%、6.9%和11.6%;冰川径流平均将增加20.4%、26%和28.5%;零平衡线上升值为14m、30m和50m左右.最后,针对气候变化的不确定性,对预测结果的不确定性进行了探讨.