横断山区典型海洋型冰川物质平衡研究

玉龙雪山发育着对气候变化响应极为敏感的典型海洋型冰川。基于2008-2013年共5个物质平衡年观测数据,对玉龙雪山规模最大的白水1号冰川物质平衡特征进行分析,为评估横断山区气候和冰川变化之间的关系奠定基础。结果表明：2008-2013年白水1号冰川物质平衡最大值仅为-907 mm w.e.,最小值则达到-1872 mm w.e.。2008年冰川平衡线高度为4972 m,2009-2013年白水1号冰川积累区近乎消失。白水1号冰川积累期主要集中于10月至次年5月,6-9月为强消融期,积累量几乎为零,消融量占全年80%,属冬春季积累型冰川。2008-2009、2011-2012和2012-2013年平均物质平衡梯度为1230 mm w.e. （100 m）^-1,消融期物质平衡梯度小于年物质平衡梯度,消融期初与消融期末物质平衡梯度小于100 mm w.e.（100 m）^-1。     

基于多源遥感数据的玛纳斯河流域冰川物质平衡变化

冰川物质平衡变化是连接气候和水资源的重要纽带,对河川径流有重要的调节功能。本文采用MOD11C3和TRMM 3B43等多源遥感数据驱动度日模型,模拟了2000—2016年玛纳斯河（简称玛河）流域冰川物质平衡过程,并分析了冰川融水对径流的补给规律。结果表明： ① 通过构建气温及降水反演模型能有效校正气象遥感原数据的精度,且经降尺度后能较精细刻画冰川区气候变化特征。冰川区年均气温和降水量分别为-7.57 ℃和410.71 mm,海拔4200 m处为气候变化剧烈地带,气温直减率以其为界上下分别为-0.03 ℃/100 m和-0.57 ℃/100 m,降水梯度分别为-2.66 mm/100 m和4.8 mm/100 m,海拔大于4700 m后降水又以5.17 mm/100 m递增。② 研究期内流域冰川持续呈负平衡状态,累积物质平衡达-9811.19 mm w.e.,年均物质平衡介于-464.85~-632.19 mm w.e.之间。垂向物质平衡在消融区和积累区分别以244.83 mm w.e./100 m、18.77 mm w.e./100 m递增。2000—2002年、2008—2010年冰川消融减缓,2002—2008年、2010—2016年消融加剧,其中2005—2009年期间冰川亏损最为强烈。③ 年内河川径流对冰川物质平衡变化响应强烈,尤以7月、8月物质平衡亏损最为严重占全年总量的75.4%,使得同期河川径流量占全年径流总量的55.1%。年际冰川融水补给率波动于19%~31%之间,可能是不同年份降水和积雪融水补给率差异较大所致。玛河与天山北坡其他河流冰川融水贡献率非常接近,也进一步证实了本研究物质平衡估算结果的可靠性。本研究可为其他流域冰川物质平衡研究提供借鉴和参考。     

中国西部大陆性冰川与海洋性冰川物质平衡变化及其对气候响应——以乌源1号冰川和帕隆94号冰川为例

为认识全球变暖背景下中国西部大陆性冰川与海洋性冰川物质平衡变化及其对气候响应，本研究以天山乌鲁木齐河源1号冰川和藏东南帕隆94号冰川为例，结合大西沟与察隅站气象资料，对1980 — 2015年两条冰川的物质平衡变化特征及差异进行了分析。结果表明：36 a来乌源1号冰川与帕隆94号冰川物质平衡总体上均呈下降趋势，累积物质平衡达-17102与-8159 mm w.e.，相当于冰川厚度减薄19与9.01 m，且分别于1996、2004年左右发生突变。同期两条冰川所处区域年均温呈显著上升趋势，而降水量却表现出不同的变化态势；二者年内气温分配相仿，但降水分配差异较大。初步分析认为气温上升是导致乌源1号冰川与帕隆94号冰川物质亏损的主要原因，冰川区气温和降水变化幅度的差异和地性因子（坡度、冰川面积）的不同使得乌源1号冰川对气候变化响应的敏感性高于帕隆94号冰川，由于目前海洋性冰川物质平衡监测时段相对较短，为深入研究中国西部冰川物质平衡变化及过程仍需加强对冰川的持续观测。     

冰川

P343。3 2003043005乌备木齐河源区气候变化和l号冰川40a观测事实二Asummary of 40一year observed variatlon faets of elimate and Gla-eier No.1 at headwater of Urumqi:iver,Tianshan,China/李忠勤,韩添丁,二//冰川冻土一2003,25(2)一117一123 研究结果表明,20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.1958一2000年的42a间,1号冰川年平均物质平衡量为一188 6mm.累积物质平衡量达到一7925mm.1962年至今,冰川表面运动速度减缓,l号冰川年融水径流量有增加趋势.气温持续升高,冰川冷储减少可能是导致冰川加速消融的…     

水文气象学方法计算喜马拉雅山北坡冰川流域物质平衡

卡鲁雄曲是喜马拉雅that坡唯一具有长期常规水文气象观测资料的冰川流域.根据中国冰川水文和气候的分布特征,可推导出一组以水文、气象观测数据计算流域冰川平均物质平衡的公式.据此恢复了1983-2006年卡鲁雄曲流域冰川平均物质平衡各分量的逐年值序列,并用SPSS软件对计算结果进行r统计分析.结果表明:1983-2006年的24 a里,卡鲁雄曲流域的冰川消融逐步加剧:多年平均值为-136.3 mm/a,前12 a(1983-1994年)多年平均值为-83.61 mm/a,后12 a(1995-2006年)多年平均值为-188.98 mm/a,且1986、1998和2005年出现较大的波动,冰川物质平衡值分别为:149.19mm、-654.36 mm和-316.43 mm.通过对影响冰川物质平衡动态变化的影响因素进行分析,发现冰川物质平衡变化主要由强烈消融期(5-9月)的平均温度决定,二者的相关系数达到-0.786,并具有很好的线性关系:MB=-331.8T_(5-9)+2683.5.     

气候变化背景下冰川积雪融水对博斯腾湖水位变化的影响

依据近50年来博斯腾湖流域开都河大山口水文站径流数据和8个气象台站的气温、降水、积雪融水资料,并借助相邻流域天山1号冰川物质平衡资料,对气候变化背景下冰川和积雪融水对开都河径流量及博湖水位的贡献率进行了诊断分析。通过多元线性拟合法和偏相关分析法研究表明,1号冰川物质平衡与大山口水文站年径流量具有显著反相关关系,相关系数-0.28,但开都河年径流量变化并不能完全由冰川融水解释,降水和积雪融水的影响也非常重要,它们与大山口年径流的偏相关系数分别为0.57和0.40,超过99.9%和99%置信度水平。气温、降水、积雪融水拟合年径流与观测年径流的相关系数达0.63,超过99.9%置信度水平。各季节分析表明,春、秋季的降水和气温对径流具有显著影响,偏相关系数分别为0.52和0.37;夏季主要是冰川和积雪融水对径流的影响,其中积雪融水与径流的偏相关系数达0.51。夏季是一年中径流最大的季节,其变化主导着年径流量的变化,因此冰雪融水作为博斯腾湖的入湖水源,对博斯腾湖水位变化的影响不容忽视。     

近52a区域气候变化对濒危物种新疆北鲵潜在影响分析

基于新疆北鲵自然保护区周边7个气象站1963-2014年气温和降水数据,我们采用线性回归、累积距平、Mann-Kendall突变和Morlet小波分析对该区域气候变化特征进行分析,从气候学角度探讨区域气候变化对新疆北鲵生存环境及种群变化产生的潜在影响。结果表明:近52 a,该区域平均升温0.37℃·(10 a)-1(r=0.632,P0.001),高于世界和我国同期升温水平,显著增温发生自1998年,四季升温均显著,其中冬季升幅最大为0.47℃·(10 a)-1(r=0.338,P=0.014);区域降水平均增加13.32 mm·(10 a)-1(r=0.349,P=0.011),其中夏季和冬季降水贡献最大,分别为4.19 mm·(10a)-1(r=0.281,P=0.043)和4.43 mm·(10 a)-1(r=0.443,P=0.001),自2002年起降水量显著增加(仅2008年不显著);区域气温具有2 a、7~8 a和15~16 a的弱变化周期,降水具有5 a和13~14 a的震荡周期。该区域近52 a气候与新疆整体气候变化趋势一致,偏"暖湿"化,但降水增加趋势弱于升温趋势。尤其是近15 a的持续增温加速了该区域冰川消融,降水量虽有增长,但增长趋势和幅度较弱,不足以促进冰川物质积累,冰川消融量大于积累量,冰川平衡线抬升,高海拔区地下水位下降,山间涌泉及溪流减少,北鲵赖以生存的湿地面积不断萎缩,成为其野外种群数量持续减少的主要原因。     

近50 a来乌鲁木齐河源区径流变化及其机理研究

 乌鲁木齐河源区径流是供给中下游地区和乌鲁木齐市的重要水源。通过对河源区3个水文断面（1号冰川、空冰斗和总控）有观测记录以来的径流变化研究,一方面提供径流观测的最新资料,使人们对乌鲁木齐河源区径流近期变化有新的认识;另一方面通过对气候、冰川变化的综合分析,揭示乌鲁木齐河源区径流近50 a变化事实和可能的原因。结果表明：河源区3个水文断面径流自有观测记录以来整体上呈增加趋势,其中总控水文断面径流虽有增加,但不显著。影响3个水文断面径流变化的因素不同,1号冰川水文断面径流变化受控于冰川区热量条件,当消融期气温大于2 ℃时,径流呈加速增长。1号冰川径流不仅包含了冰川对气候变化的瞬时响应,也包含了冰川对气候变化的滞后响应,由冰川物质平衡和面积计算的冰川体积损失量变化较好地验证了径流变化。对于空冰斗融雪径流,降水量多寡是导致径流变化的主导因素,但冰斗区固态降水多,气温亦起着不可忽视的作用。总控水文断面径流大小与气温和降水关系比较复杂,表现为近年来气温和降水增加,径流却有下降趋势,这可能与河源区实际蒸散增强、冰川快速退缩导致径流峰值已经出现、大范围冻土消融导致的地下渗漏量增多等原因有关。     

天山北坡奎屯河流域径流模拟及对气候变化的敏感性分析

利用乌苏气象站和将军庙水文站1964—2009年气象与水文数据,将月径流分为消融期和非消融期进行研究,并结合第一和第二次冰川编目数据以及1979—2009年分辨率为0.1°×0.1°的CMFD数据,基于BP人工神经网络模型对新疆天山北麓奎屯河流域消融期月径流进行模拟及气候变化的敏感性分析,结果表明:(1)奎屯河流域年径流量总体呈上升趋势,消融期径流增速与年径流增速十分接近,非消融期径流变化不甚显著。(2)通过对比分析,发现将气温、降水、日照时数、风速和相对湿度等五种气象要素作为输入的神经网络模型性能最佳。根据两次冰川编目的冰川储量变化值确定的5-7-1结构的BP人工神经网络模拟结果较好,可用于奎屯河流域径流模拟。(3)奎屯河流域消融期径流对气温、降水和日照时数的敏感性较高,对相对湿度和风速的敏感性较低,除风速其他四个要素对径流均起促进作用。降水不变,气温升高0.5℃、1℃和2℃时,径流分别较2000—2009年消融期月径流平均值增加4.62%、9.13%和18.30%;气温不变,降水增加10%时,径流将增加9.78%。气温和降水同时作用时,径流增加幅度明显高于仅气温或仅降水作用下的情景。     

中国典型季风海洋性冰川区"冰川-径流"系统的全球变化敏感性研究

分析多种数据和资料,再现海螺沟冰川过去100年来的冰川进退过程,分析发现,冰川末端变化阶段在滞后期的基础上,与北半球和中国气温变化的阶段相对应。运用水量-物质平衡法恢复海螺沟冰川45年来的物质平衡变化情况,通过相关性检验发现,物质平衡变化与北半球和中国同期(1960~2004年)气温变化表现出显著负相关。20世纪80年代全球加速变暖,海螺沟冰川冰舌段消融速率为7.86 m/a,冰川河径流量年际和季节变化表明流量主要贡献者是冰雪融水。分析表明,全球变暖是冰川后退、持续亏损及径流量增加的主要原因。     

The processes and characteristics of mass balance on the Urumqi Glacier No. 1 during 1958–2009

As a solid reservoir, a glacier can regulate regional water resources. The annual net mass balance directly reflects the fluctuation of the glacier and climate variability. Based on 51 years of mass balance observation data, the mass balance of Tianshan Mountains Urumqi Glacier No. 1 experienced a nine times positive balance fluctuation and nine times negative balance fluctuation. There were 35 and 16 negative and positive balance years, respectively. From 1996/97 to 2008/09, 12 consecutive negative balance years were observed at Tianshan Mountains Urumqi Glacier No. 1. These results demonstrate that the Urumqi Glacier No. 1 is experiencing a strong negative balance, and the strongest negative balance, -931 mm w.e. (mm water equivalent), during the observation period occurred in 2008. In addition, the cumulative mass balance reached 13,709 mm w.e. in 2008. However, in 2009, the mass balance was positive at 63 mm w.e. The equilibrium-line altitude changes with the fluctuation in the mass balance, and the effective mass balance gradient is 7.4 mm/m. In this paper, the headwaters of the Urumqi River were analyzed using meteorological data from 1958 to 2009, including the average seasonal temperature and precipitation. The results showed that the main factor associated with the mass balance variation of Glacier No. 1 is the fluctuation in the summer air temperature, followed by changes in the precipitation.     

60-year changes and mechanisms of Urumqi Glacier No. 1 in the eastern Tianshan of China,Central Asia

Worldwide examination of glacier change is based on detailed observations from only a small number of glaciers. The ground-based detailed individual glacier monitoring is of strong need and extremely important in both regional and global scales. A long-term integrated multi-level monitoring has been carried out on Urumqi Glacier No. 1 (UG1) at the headwaters of the Urumqi River in the eastern Tianshan Mountains of Central Asia since 1959 by the Tianshan Glaciological Station, Chinese Acamedey of Sciences (CAS), and the glaciological datasets promise to be the best in China. The boundaries of all glacier zones moved up, resulting in a shrunk accumulation area. The stratigraphy features of the snowpack on the glacier were found to be significantly altered by climate warming. Mass balances of UG1 show accelerated mass loss since 1960, which were attributed to three mechanisms. The glacier has been contracting at an accelerated rate since 1962, resulting in a total reduction of 0.37 km² or 19.3% from 1962 to 2018. Glacier runoff measured at the UG1 hydrometeorological station demonstrates a significant increase from 1959 to 2018 with a large interannual fluctuation, which is inversely correlated with the glacier's mass balance. This study analyzes on the changes in glacier zones, mass balance, area and length, and streamflow in the nival glacial catchment over the past 60 years. It provides critical insight into the processes and mechanisms of glacier recession in response to climate change. The results are not only representative of those glaciers in the Tianshan mountains, but also for the continental-type throughout the world. The direct observation data form an essential basis for evaluating mountain glacier changes and the impact of glacier shrinkage on water resources in the interior drainage rivers within the vast arid and semi-arid land in northwestern China as well as Central Asia.     

人类活动与天山现代冰川退缩

在系统分析了中亚天山山两个长期进行物质平衡监测的乌鲁木齐河源１号冰川和图尤克苏冰川的资料,并引用其他研究成果后,发现中亚天山现代冰川１９７０年－１９９０年比１９３０年－１９７０年明显的退化。近２０年多来,中亚天山冰川加速退缩,解体,与被工业排放污染了大气有关。     

过去44年乌鲁木齐河源一号冰川物质平衡结果及其过程研究

通过1997—2003年度天山乌鲁木齐河源一号冰川物质平衡的观测结果,分析比较了过去44年间一号冰川物质平衡、累积物质平衡的变化过程,以及反映气候一地形要素和冰川发育条件要素的平衡线高度和冰川积累区比率,认为一号冰川负平衡波动期随时间推移而递增,目前处于其观测历史上物质平衡亏损最为强烈的时期。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川致冷效应的小气候观测

高山冰川以其下垫面的致冷效应形成独特的冰川小气候.为研究冰川小气候特征,2007年7月在天山乌鲁木齐河源1号冰川表面及末端冰碛上架设5台自动气象站,并进行了为期一个月的基本气象要素的观测.以观测数据为基础,描述和分析了与冰川致冷效应有关的冰川区温度与湿度变化特征、冰面逆温、温跃现象、冰川风现象,并就冰川致冷效应对局地对...     

近50 年来天山地区典型冰川厚度及储量变化

冰川储量变化与冰川水资源量变化以及冰川对河川径流的贡献量密切相关。在GPR-3S技术支持下, 本研究基于雷达测厚数据、不同时期的高分辨率遥感影像、地形图及实测资料, 分析了天山三个典型地区四条代表性冰川近期厚度及储量变化特征, 并通过对比探讨了造成变化差异的可能原因。结果表明, 1962-2006 年乌鲁木齐河源1 号冰川厚度平均减薄0.15m a^-1, 冰储量亏损26.2×10⁶ m³, 冰川末端平均退缩3.8 m a^-1;博格达峰南坡的黑沟8 号冰川在1986-2009 年间, 冰舌平均减薄0.57 m a^-1, 冰储量损失了25.5×10⁶ m³, 末端平均退缩11.0 m a^-1;位于博格达峰北坡的四工河4 号冰川在1962-2009 年间冰舌平均减薄0.32 m a^-1, 冰储量亏损14.0×10⁶ m³, 末端平均后退8.0 m a^-1;1964-2008 年间, 托木尔峰青冰滩72 号冰川冰舌平均减薄0.22 m a^-1, 由此至少造成冰储量亏损14.1×10⁶ m³, 末端退缩达40.0 m a^-1。对比分析显示, 青冰滩72 号冰川消融退缩最为强烈, 黑沟8 号冰川次之, 与乌鲁木齐河源1 号冰川、科其喀尔冰川相差不大, 稍大于四工河4 号冰川和哈密庙尔沟冰川。这种差异可能与区域气候变化和冰川物理特征有直接关系。     

The surface velocity feature of Glacier No.1 at the headwater of Urumqi River, Tianshan Mountain

The movement of a glacier can redistribute glacier mass balance and change water and thermal conditions of the glacier.Thus,the glacier can maintain its dynamic balance.Surface velocity of a glacier is a basic feature of glacier movement.With successive monthly observations from 2006 to 2008,we obtained spatial and temporal variations for surface velocity of Glacier No.1 at the headwater of Urumqi River,Tianshan Mountain.Dynamic simulation was used to verify the findings.Results show that altitudinal distribution of glacier velocity was influenced by synthetic effects such as glacier thickness,slope,and bedrock morphology.However,seasonal variation was influenced by changing glacier thickness.     

Spatial and temporal transferability of Degree-Day Model and Simplified Energy Balance Model:a case study

Glacier mass balance, the difference between accumulation and ablation at the glacier surface, is the direct reflection of the local climate regime. Under global warming, the simulation of glacier mass balance at the regional scale has attracted increasing interests. This study selects Urumqi Glacier No. 1 as the testbed for examining the transferability in space and time of two commonly used glacier mass balance simulation models: i.e., the Degree-Day Model(DDM) and the simplified Energy Balance Model(s EBM). Four experiments were carried out for assessing both models’ temporal and spatial transferability. The results show that the spatial transferability of both the DDM and s EBM is strong, whereas the temporal transferability of the DDM is relatively weak. For all four experiments, the overall simulation effect of the s EBM is better than that of the DDM. At the zone around Equilibrium Line Altitude(ELA), the DDM performed better than the s EBM.Also, the accuracy of parameters, including the lapse rate of air temperature and vertical gradient of precipitation at the glacier surface, is of great significance for improving the spatial transferability of both models.