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。     

基于多源数据的天山乌鲁木齐河源1号冰川变化研究

基于2012年RTK-GPS、2015年三维激光扫描和2018年无人机航测数据,以天山乌鲁木齐河源1号冰川为研究区,分别从物质平衡、面积、末端等方面分析近期冰川变化。结果表明：乌鲁木齐河源1号冰川近年来呈快速消融趋势。2012—2018年冰川面积减少0.07 km²,年平均面积变化率为-0.01 km²·a^-1;同期,冰川末端退缩率为6.28 m·a^-1,且2015—2018年退缩速率大于2012—2015年;2012—2018年间表面高程下降,物质平衡为-1.13±0.18 m w.e.·a^-1,物质损失主要发生在消融区。将2012—2018年间大地测量法冰川物质平衡与传统的花杆/雪坑法观测结果相比较,发现二者较为一致。而2012—2018年间物质平衡减小速率（-0.64 m w.e.·a^-1）大于1980—2012年间（-0.47 m w.e.·a^-1）,表明近期乌鲁木齐河源1号冰川继续呈快速消融趋势。     

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.     

天山奎屯河哈希勒根51号冰川表面运动特征分析

奎屯河哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡, 奎屯河上游支沟哈希勒根河源区. 1999年8月, 在该冰川上布设了用于冰川运动和冰川物质平衡观测研究的测杆18根, 并进行了冰川表面运动、冰川物质平衡和冰川末端变化的首次观测. 根据2000年8月和2001年8月的冰川运动观测资料, 分析了奎屯河哈希勒根51号冰川的运动特征和冰舌末端的变化状况. 结果表明: 奎屯河51号冰川应属于亚大陆型冰川; 1999/2000年度和2000/2001年度的表面运动值不大, 最大流速点的年运动速度为3.15 ma-1; 运动速度垂直分量UZ的变化规律同乌鲁木齐河源1号冰川的变化规律相同, 即消融区的显出流作用和积累区的显入流作用. 该冰川的冰舌末端处于相对稳定的退缩状态, 1964-1999年间平均退缩量约为1.4 m*a-1, 而1999-2001年间的平均退缩量为5.0 m*a-1, 反映出冰川退缩增大的趋势.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡特征

统计了天山乌鲁木齐河源1号冰川自1980年以来冰川表面的单点物质平衡,分析了不同季节物质平衡及其冰川变化特征。研究表明,1号冰川厚度较之1959年平均减薄了9 599 mm;1997—2002年为实际观测以来连续的强负物质平衡时段,平均物质平衡为-739.6 mm /a。物质平衡与气温、降水的相关分析显示：1号冰川物质平衡主要取决于夏季平均气温的高低,二者具有较好的反相关关系（相关系数为-0.72）,而与降水的关系相对较差。20世纪80年代末以来,1号冰川退缩速度明显增大,尤以2000—2002年为甚,西支冰川退缩速度为连续的高值(退缩速度分别为6.92 m/a、6.95 m/a和6.25 m/a);东支冰川的退缩速度与高度大于4 200 m的高度带区间的平均物质平衡值有较好的相关关系（相关系数为0.65）,表明了1号冰川进退的动力主要源于冰川积累区的物质平衡大小。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究

应用度日物质平衡模式对天山乌鲁木齐河源１号冰川物质平衡及平衡线高度对气候变化的敏感性进行了研究．结果表明,位于大陆性气候区且具有暖季补给特征的乌鲁木齐河源１号冰川物质平衡对气候变化的敏感性要小于海洋性冰川,升温１℃或增加２０％的降水可引起平衡线上升８１ｍ或下降３１ｍ．此外,气温与降水在物质平衡形成过程中的作用是不同的,气温引起物质平衡剖面以旋转方式变化,而降水可导致其平移方式的响应．若未来升温２℃时,即使降水增加３０％,１号冰川向负平衡变化仍然不能得到遏制．     

山地冰川平衡线高度作为气候变化代用指标的讨论

对以平衡线高度作为气候变化代用指标的理论依据进行了讨论,依据天山乌鲁木齐河源1号冰川的大量观测资料,建立和完善现代冰川平衡线高度与气候统计关系,从传统方法以区域范围内气候因子为参数改造为以冰川范围内气候因子为参数,通过检验认为改造后的公式比较合理.将公式外推到小冰期第二次冰进时的1号冰川,并运用侧碛垄最大高度法确定了小冰期第二次冰进时冰川的平衡线高度,给出了该次冰进时气候条件的半定量推算结果.证明利用山地冰川平衡线高度作为气候变化的代用指标,并且对气候状况进行半定量推断是可行的.     

北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山冰川物质平衡对比研究

基于冰川物质平衡和平衡线高度数据,对北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山的冰川物质平衡变化和平衡线高度空间分布特征进行了对比分析,得出以下结论：（1）阿尔卑斯山冰川年均负物质平衡值最大,为-907 mm;斯瓦尔巴为-431 mm;高亚洲最小,为-264 mm。（2）高亚洲和斯瓦尔巴冰川物质平衡年振幅较小,年际变化较小;阿尔卑斯山冰川物质平衡年振幅较大,年际变化较大。斯瓦尔巴冰川物质平衡趋向正平衡,阿尔卑斯山和高亚洲冰川物质平衡趋向负平衡。（3）斯瓦尔巴内陆的冰川平衡线高度高于沿海地区,高亚洲冰川平衡线高度呈纬向地带性、经向地带性和区域地带性的分布规律,阿尔卑斯山的冰川平衡线高度主要受冰川所处海拔的影响。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡过程研究

天山乌鲁木齐河源１号冰川１９５８－１９５９～１９９１－１９９２年度，以负物质平衡状态为主，累积负平衡量达８５１．９×１０４ｍ３，冰川平均亏损４５６２ｍｍ水层，与中亚山地冰川物质平衡的变化趋势相似，均是由夏季平均气温升高和年降水量减少引起的。分析１７ａ的物质平衡实测资料表明，净物质平衡与平衡线高度，以及平衡线高度与夏季平均气温和年降水量存在着密切关系，夏季平均气温变化１℃，平衡线高度变化１０２ｍ，年降水量变化１００ｍｍ，平衡线高度波动５８ｍ。     

42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测

1959-2000年间天山乌鲁木齐河源1号冰川发生了显著变化,冰川物质平衡累计达-7976.0mm,冰川末端退缩171.06m,冰川面积缩小0.217km²,冰川厚度平均减薄8.86m,冰储量减小21.9×10⁶m³,冰川运动速度平均减小39.3%,冰川成冰带谱上移,冷渗浸重结晶带消失.从冰川物质平衡反映的气候变化趋势推测,1号冰川要扭亏为盈,改变已有的巨大的物质亏损(-7976.0mm),除非要连续21a出现42a来最大正平衡(+374.0mm).已有的观测研究表明,这种情况不大可能出现,1号冰川目前的退缩趋势还将持续相当一段时间,至少在未来20～30a内不会出现明显的前进.从树木年轮反映的冷暖气候变化周期性推测,目前正处小冰期以来第三个温暖期.若这次温暖期重现62～67a周期的情况,则温暖气候还将持续20～30a左右.可见1号冰川至少还将持续退缩20～30a.     

气象要素影响下雪冰离子淋溶过程研究——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

为了更好地理解化学离子在雪坑中的迁移和保存,进一步解释冰芯记录,基于乌鲁木齐河源1号冰川海拔4130 m处的雪冰化学资料,研究了气温和降水与离子淋溶过程的关系.结果表明：气温与离子浓度呈负相关关系,夏季的雪坑离子浓度波动剧烈,冬季的雪坑离子浓度相对稳定.离子浓度随正积温的升高呈指数衰减趋势,当正积温至0℃以上时,离子浓度急剧降低;当正积温升至60℃左右时,离子浓度呈缓慢降低.不同离子的淋溶过程对正积温的响应有所不同,随着正积温的增加,SO₄^2-,NO₃^-,Na⁺,Cl^-,NH₄⁺和Ca²⁺的衰减趋势非常显著,而Mg²⁺和K⁺则呈现无规律性的变化.淋溶因子指出,融水渗浸作用导致雪坑中大部分离子被淋溶;不同离子的淋溶因子也有明显差异,Mg²⁺淋溶因子最小（0.43）,SO₄^2-淋溶因子最大（0.84）,说明Mg²⁺最为稳定,而SO₄^2-最易淋溶.降水对雪坑离子浓度的影响较为微弱,主要通过增加表层雪离子浓度而提升整个雪坑的离子浓度.     

Late pleistocene glacial equilibrium-line altitudes in the Colorado Front Range: A comparison of methods

Six methods for approximating late Pleistocene (Pinedale) equilibrium-line altitudes (ELAs) are compared for rapidity of data collection and error (RMSE) from first-order trend surfaces, using the Colorado Front Range. Trend surfaces computed from rapidly applied techniques, such as glaciation threshold, median altitude of small reconstructed glaciers, and altitude of lowest cirque floors have relatively high RMSEs (97–186 m) because they are subjectively derived and are based on small glaciers sensitive to microclimatic variability. Surfaces computed for accumulation-area ratios (AARs) and toe-to-headwall altitude ratios (THARs) of large reconstructed glaciers show that an AAR of 0.65 and a THAR of 0.40 have the lowest RMSEs (about 80 m) and provide the same mean ELA estimate (about 3160 m) as that of the more subjectively derived maximum altitudes of Pinedale lateral moraines (RMSE = 149 m). Second-order trend surfaces demonstrate low ELAs in the latitudinal center of the Front Range, perhaps due to higher winter accumulation there. The mountains do not presently reach the ELA for large glaciers, and small Front Range cirque glaciers are not comparable to small glaciers existing during Pinedale time. Therefore, Pleistocene ELA depression and consequent temperature depression cannot reliably be ascertained from the calculated ELA surfaces.     

天山博格达峰四工河4号冰川雪坑中人类活动的NO3-、SO42-记录

2009年7月在天山博格达峰地区四工河4号冰川采集了20个雪坑样品.对所有样品(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-、NO3-、HCOO-和CH3COO-)进行了分析.与天山地区其它冰川比较,博格达峰四工河4号冰川雪坑中SO24-和NO3-浓度均表现为最高值,分别达到521.4ng.g-1和760.4ng.g-1.2008年12月的多条空气后向轨迹经过了乌鲁木齐市中心;雪坑样品pH值与乌鲁木齐市平均值基本一致,并且雪坑样品[NO3-]/[SO24-]比率与乌鲁木齐市冬天[NO3-]/[SO42-]比率相符合;雪坑样品[HCOO-]/[CH3COO-]比率仅为0.79,低于1.结果表明,博格达峰四工河4号冰川雪样的SO24-和NO3-主要来自于人类污染.     

中国现代冰川平衡线分布特征与末次冰期平衡线下降值研究

青藏高原及周边山地拥有地球上最高大且最广阔的高山高原,是除两极外最大的现代冰川作用中心,这也使得中国成为中低纬度地区现代冰川最发育的国家之一. 现代冰川平衡线分布具有纬度地带性特征,在青藏高原上还呈不对称的环状. 根据相关研究资料估算,中国末次冰期最盛期时的冰川面积约为50×10⁴ km²,是现代的8.4倍. 基于平衡线处年降水量和夏季平均气温（6-8月）之间的相关关系重建的中国西部（105° E以西）末次冰期最盛期时的平衡线分布图与现代的相似. 在青藏高原内部与西北部,平衡线下降值在500 m以内,小的仅为200~300 m;在青藏高原东南边缘下降值约800 m,最大可达1 000~1 200 m. 天山与阿尔泰山平衡线下降值均在500 m左右. 中国东部（105° E以东）没有发育现代冰川,仅有数处中高山地,如贺兰山、太白山、长白山与台湾山地保存有确切的末次冰期冰川地形,末次冰期最盛期时的平衡线下降800~900 m,大于青藏高原、天山与阿尔泰山地区的下降值. 根据中国东部末次冰期的平衡线分布图以及相关的古气候与古环境研究资料,海拔2 000 m以下的中低山地在第四纪期间任何一次冰川作用中都不具备冰川发育所需的地势条件.     

The Loch Lomond Readvance on the Isle of Skye,Scotland: Glacier reconstruction and palaeoclimatic implications

Geomorphological mapping of southern Skye indicates evidence for a single readvance of locally-nourished glaciers. These comprised a major icefield that occupied c. 155 km² of the main mountain area, a small icefield c. 10 km² in extent in the Kyleakin hills and ten corrie glaciers with a total area of c. 16 km². The absence of Lateglacial pollen sites, shorelines and periglacial features within the limits of local glaciation implies a Loch Lomond Readvance age for this glacial event. The area-weighted mean equilibrium line altitude (ELA) of the reconstructed Loch Lomond Readvance glaciers (319 m) conforms with a regional eastwards rise in ELAs that indicates dominant westerly airstreams during the Loch Lomond Stadial. An easterly decline in ELAs across the former icefields is interpreted in terms of easterly transfer of snow across ice-sheds by westerly winds, though the altitudes of corrie glacier ELAs suggest that the dominant snow-bearing winds were southerlies. Calculations based on the area-weighted mean ELA for the major icefield (308 m) indicate a stadial mean July sea-level temperature of c. 6 °C. The anomalously low gradients of certain former icefield outlet glaciers are attributed to deformation of subglacial sediment, an effect that may vitiate the assumption of linear ablation/accumulation gradients in the calculation of former ELAs for reconstructed glaciers.     

Itkillik Glaciation in the Brooks Range,northern Alaska

During the Itkillik Glaciation the Brooks Range supported an extensive mountain-glacier complex that extended for 750 km between 141° and 158°W longitude. Individual ice streams and piedmont lobes flowed as much as 50 km beyond the north and south margins of the range. Glaciers in the southern Brooks Range were longer than those farther north because of a southerly precipitation source, whereas those in the central and eastern part of the range were larger than glaciers at the extremities of the mountain system because of higher and more-extensive accumulation areas. Glacier equilibrium-line altitudes (ELAs) at the time of greatest advance were depressed 600 ± 100 m below present levels, whereas during a less-extensive late-glacial readvance (Alapah Mountain) ELA depression was about 300 ± 30 m. Radiocarbon dates indicate that Itkillik drift correlates with Late Wisconsin drift along the southern margin of the Laurentide Ice Sheet and with drift of Cordilleran glaciers in southern Alaska and the western conterminous United States deposited during the last glaciation. Itkillik I moraines represent the maximum ice advance under cold full-glacial conditions between about 24,000 and 17,000 ¹⁴C y. a. Itkillik II sediments, probably deposited close to 14,000 y. a., are characterized by abundant outwash and ice-contact stratified drift implying a milder climate than that of the Itkillik I phase. Alapah Mountain moraines at the heads of valleys draining high-altitude (≥1800 m) source areas record a possible late Itkillik readvance that is not yet closely dated. Itkillik glaciers may have largely disappeared from Brooks Range valleys by the beginning of the Holocene.     

The Loch Lomond Readvance on north Arran,Scotland: glacier reconstruction and palaeoclimatic implications

Geomorphological mapping of northern Arran provides evidence for two advances of locally nourished glaciers, the younger being attributable to the Loch Lomond Stade (LLS) of ca. 12.9–11.5 k yr BP, primarily through the mutually exclusive relationship between glacial limits and Lateglacial periglacial features. The age of the earlier advance is unknown. Inferred LLS glacier cover comprised two small icefields and eight small corrie or valley glaciers and totalled 11.1 km². ELAs reconstructed using area–altitude balance ratio methods range from 268 m to 631 m for individual glaciers, with an area‐weighted mean ELA of 371 m. ELAs of individual glaciers are strongly related to snow‐contributing areas. The area‐weighted mean ELA is consistent with a north–south decline in LLS ELAs along the west coast of Great Britain. This decline has an average latitudinal gradient of 70 m 100 km^?1, equivalent to a mean southwards ablation‐season temperature increase of ca. 0.42°C 100 km^?1. Mean June–August temperatures at the regional climatic ELA, estimated from chironomid assemblages in SE Scotland, lay between 5.7 ± 0.1°C and 4.1 ± 0.2°C. Empirical relationships between temperature and precipitation at modern glacier ELAs indicate equivalent mean annual precipitation at the ELA lay between 2002 ± 490 mm and 2615 ± 449 mm. These figures suggest that stadial precipitation on Arran fell within a range between +8% and ?33% of present mean annual precipitation. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Spatial patterns of Holocene glacier advance and retreat in Central Asia

Glaciers in the southern Himalayas advanced in the early Holocene despite an increase in incoming summer solar insolation at the top of the atmosphere. These glacier advances are in contrast to the smaller alpine glaciers in the western and northern regions of Central Asia. Two different glacier mass-balance models are used to reconcile this Holocene glacier history with climate by quantifying the change in equilibrium-line altitudes (ELA) for simulated changes in Holocene climate. Both ELA models clearly show that the lowering of ELAs in the southern Himalayas is largely due to a decrease in summer temperatures, and that an increase in monsoonal precipitation accounts for less than 30% of the total ELA changes. The decrease in summer temperatures is a dynamic response to the changes in solar insolation, resulting in both a decrease in incoming shortwave radiation at the surface due to an increase in cloudiness and an increase in evaporative cooling. In the western and northern zones of Central Asia, both ELA models show a rise in ELAs in response to a general increase in summer temperatures. This increase in temperatures in the more northern regions is a direct radiative response to the increase in summer solar insolation.     

基于GIS的冰川中流线自动提取方法设计与实现

冰川长度是冰川编目的重要组成部分, 在冰川变化研究中具有十分重要的作用. 基于冰川轮廓矢量数据和数字高程模型数据, 从冰川形态角度提出了针对单一盆地与单一出口、复式盆地与单一出口、冰帽三种类型冰川的中流线自动提取方案, 并在GIS软件支持下实现了冰川海拔最高点与最低点、冰川中流线的自动提取. 以乌鲁木齐河源1号冰川、喀纳斯冰川、古里雅冰帽和野牛沟冰帽为例, 分别提取了各条冰川的中流线, 结果表明SRTM和ASTER GDEM两类数字高程模型数据对冰川海拔最高点与最低点的位置判别影响较小; 对单一盆地与单一出口类型冰川中流线实现了自动化提取, 而对于复式盆地与单一出口冰川类型和冰帽类型, 在冰川中流线提取中仍需专家知识支撑. 与我国第一次冰川编目中的长度数据相比, 本方法提取的冰川长度数据更加合理, 对于补充与完善我国第二次冰川编目数据集具有一定的参考价值.