天山博格达峰—阿尔泰山区科学考察

一、中日联合天山博格达峰地区冰川考察报告 该报告由二十四篇研究论文和三幅附图组成,它以自然地理,冰川分布,冰川变化、冰结构、物质平衡、冰川温度、成冰作用、冰川的积累消融、气候、水文、同位素、冰川沉积、地貌、第四纪冰川作用等为研究内容。以野外观测和制图为基础,并以大量     

普若岗日冰原表面运动特征观测研究进展

冰川运动特征的分析研究有助于了解冰川的基本性质,是冰川学研究的重要内容之一.40a来,我国冰川学者先后对天山、阿尔泰山、祁连山、喀喇昆仑山、喜马拉雅山、念青唐古拉山以及横断山等部分冰川进行了冰川运动的观测研究^[1～6],施雅风、黄茂桓等较为系统的总结了天山乌鲁木齐河源一号冰川的运动机理以及我国大陆型冰川运动的某些特征.这些分析观测的冰川类型均为山谷冰川或冰斗山谷冰川,而对冰帽型冰川的运动特征的观测分析甚少.     

新疆冰川、积雪对气候变化的响应(II):灾害效应

新疆地区冰川、积雪广泛分布,在其融水补给河川径流的同时,也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突发洪水、冰川泥石流、冰雪崩和风吹雪等冰雪灾害发生,这些灾害对当地居民居住地以及重要国防干线的安全运营形成较大威胁.冰川、积雪变化直接影响到冰雪灾害发生的程度与影响范围,新疆的冰川洪水和冰湖突发洪水灾害主要发生在塔里木河流域的喀喇昆仑山、昆仑山以及天山南坡西部一带,融雪洪水灾害主要发生在新疆北部的阿勒泰地区、塔城地区和天山北坡一带,冰川泥石流、冰雪崩灾害主要发生在帕米尔高原、天山西段和西昆仑山地区,风吹雪主要在天山中、西段地区.随着全球气候变暖,尤其是新疆从1987年开始的气候由暖干向暖湿的转型,冰川退缩加剧,融水量增大,冰川洪水和冰川泥石流灾害随着冰川融水径流的增加而增多;而融雪洪水、雪崩和风吹雪随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高,其灾害强度在增强;冰崩灾害随着气温升高引起的高山冰体崩解而呈增加趋势.在新疆地区,冰雪灾害主要表现为冰雪洪水,已观测到近十几年来在气候变化影响下冰雪洪水发生的频次和强度有增加的趋势,塔里木河流域的冰湖溃决洪水和冰川洪水及北疆春季的冰凌和融雪洪水已对当地的生命财产和社会经济发展带来巨大危害,新疆的水资源安全、灾害等问题日益凸显.预计未来,随着气候增温引起的冰雪融水径流的增加,相关的冰雪灾害增多,因而增加了冰雪灾害的危险程度,并可能形成若干新的灾害点.面对气候变化诱发的众多冰川、积雪灾害,目前还缺乏对灾害监测、预测预警方面的适应对策.因此,在全球气候变化不断加速的趋势下,冰雪灾害应引起有关方面的足够重视,加强气候变化对冰雪灾害的影响评估和适应性管理对策研究,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.     

天山博格达峰北坡冰川的成冰作用

中国大陆性冰川的成冰作用主要是在粒雪层的冷暖状况交替时期进行,并以融水下渗-再冻结作用为主要方式。通常根据雪层厚度、冷储量、融水量、渗浸深度和它们之间的比例关系区分冷渗浸-重结晶、渗浸、渗浸-冻结等成冰类型,并划分相应的成冰带。本次考察中,我们试图了解博格达峰北坡冰川成冰作用的特殊性,独特的成冰带谱结构以及二十多年来气候变化在成冰过程中的反映。观测主要在四工河4号冰川及古班博格达扇状分流冰川上进行。     

我国大陆型冰川运动的某些特征

运动是冰川区别于其它自然冰体的主要标志之一。我国现代冰川工作者一开始就重视对冰川运动的观测研究,至今已积累了二十多年的资料。1958年以来,先后对祁连山、天山、昆仑山、念青唐古拉山、喜马拉雅山和阿尔泰山的某些冰川,进行了运动速度观测及其研究,有些冰川还进行过连续的观测(表1)。此外,还对喀喇昆仑山的巴托拉冰川进行过详细的观测研究。施雅风等曾对我国冰川运动情况作过总结。本文试图在前人总结和笔者在祁连山、天山等新近观测研究的基础上,对我国冰川运动作一分析。     

天山哈密庙尔沟平顶冰川和奎屯河哈希勒根51号冰川成冰带与雪层pH值和电导率对比研究

对天山哈密庙尔沟平顶冰川和奎屯河哈希勒根51号冰川的雪层剖面及雪坑中pH值和电导率的变化特征进行了初步研究.结果表明:哈密庙尔沟平顶冰川以渗浸-冻结成冰作用为主,一年成冰,成冰带由消融带和渗浸-冻结带组成,渗浸-冻结带的垂直高度在60 m左右或者更大一点;奎屯河哈希勒根51号冰川的成冰作用以暖型为主,成冰带由消融带、渗浸-冻结带和渗浸带组成,渗浸-冻结带的垂直高度不大于70 m.雪坑中pH值和电导率的较高值一般出现在冰片和污化层附近,这与冰的阻碍、引起可溶性离子在冰面上部的高浓度值和可溶性离子的淋溶过程与污化物的迁移过程密切联系直接相关.哈密庙尔沟平顶冰川雪坑中pH值和电导率之间的相关性异于奎屯河哈希勒根51号冰川,由于雪坑的资料有限,有待进一步的深入研究.     

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.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川东支顶部出现冰面湖

天山乌鲁木齐河源1号冰川(以下简称1号冰川)是天山冰川观测试验站进行长期观测试验的冰川之一,是国际冰川监测网中亚洲中部干旱半干旱区冰川的代表,一直为世界冰川监测服务处(WGMS)选定的全球十条代表性冰川之一.其基本观测资料被定期刊登在由国际水文协会雪冰委员会、联合国环境规划暑以及教科文组织(IAHS(ICSI)UNEPUNSCO)主办的数种资料报告上,被广泛推介于环境与全球变化研究,并曾为IPCC报告所引用.近年来天山冰川站加强了对雪冰转化物理化学过程的研究,在积累区开展全年度的观测取样工作.     

我国冰川的雪冰化学研究

冰川的主要补给来源是大气固态降水(或雪)。雪或冰不是绝对纯粹的物质,在其晶体内或晶体与晶体之间含有各种不同的矿物质和有机质,统称化学物质。这些物质主 要来自海洋水或地壳风化尘埃。研究冰川的雪冰化学元素和氢氧同位素含量及分布规律,可揭示冰川形成的气候环境。在我国,章申等最早对珠穆朗玛峰绒布冰川和希夏邦马峰野博康加勒冰川进行了雪冰化学的研究。之后,王平等在阿尔泰山友谊峰地区的哈拉斯冰川、天山托木尔峰西琼台兰冰川,骆鸿珍在乌鲁木齐河源1号冰川,王平(1984)在哈密八大石冰川、祁连山敦德冰川和冷龙岭冰川、横断山脉的贡     

东天山博格达峰地区四工河源冰川的粒雪特征(英文)

1981年夏天对东天山冰川进行了粒雪层研究。 本文系通过对从冰川上取得的雪-冰岩芯进行分析来解释长期气候变化的初步研究。粒雪岩芯取自博格达峰北坡D-4冰川和乌鲁木齐河源1号冰川西支,深度为表面以下2—6米,工具为手摇钻。 对冰雪样品进行了地层学描述和物理性质测量,还做了氧同位素含量分析。应用这些资料,试图就年层的估算和附加冰的形成给予地层学解释。在D-4冰川几个不同点上,发现年净平衡的在1000毫米附近变动,和以前在邻近冰川区得到的降水量相比是一个意外的值。 用花杆法在D-4冰川上测量了物质平衡,发现在最暖季节,该冰川的物质平衡与海拔高度之间具有线性关系。     

Progresses in the ice formation of glaciers in China

Glaciers, formed by snowfall and characterized by movement and size, are the most sensitive indicators to climate change. The ice formation of glaciers (the processes, mechanisms and results of transformation from snow to ice) can indicate the growth condition, the formation process and the physical characteristics of glaciers. Its spatial variation can also reflect glacier change, and further reveal climate change. Studies on ice formation of glaciers in China were initiated in 1962, when Xie and others studied the ice formation of Glacier No.1 at the Urumqi River head, Tianshan Mountain. Other researchersfollowed suit and did studies on ice formation of glaciers in Qilian Mountain. As time goes by, the concept of ice formation came into being in China. This paper reviews the development history of glacier zones, and the studies of ice formation of glaciers in China since the 1960s. These studies mainly focus on Qilian Mountain, Tianshan Mountain, Altay Mountain, and the western Kunlun Mountain, Himalaya Mountain, the southeastern Tibetan and Hengduan Mountains. The paper also discusses the significance of ice formation studies, the limitation and deficiency of previous studies, and the prospects and suggestions for future studies. __________ Translated from Advances in Earth Science, 2007, 22(4): 386–395 [译自: 地球科学进展]     

乌鲁木齐河源1号冰川不同时期雪层剖面及成冰带对比研究

对20世纪60年代、80年代和21世纪初天山乌鲁木齐河源1号冰川(以下简称1号冰川)雪层剖面特征、成冰带的对比分析研究,发现自20世纪60年代以来,1号冰川雪层剖面厚度明显减薄,结构变得简单,各层界限变得模糊.成冰带类型及其分布发生了明显变化,60年代存在于冷气候条件下的冷渗浸带,80年代被渗浸带所替代.21世纪初,1号冰川成冰带变化更为显著,尤其是东支,顶部已具有消融带特征.研究表明,20世纪80年代以来河源区气候变暖是导致上述变化的主要原因.     

基于TM/ETM+影像反演祁连山七一冰川反照率精度比较研究

冰川反照率是联系冰川与气候、 寒区水文过程的纽带, 也是制约分布式冰川能量-物质平衡模型发展的重要因子.冰雪反照率的变化会改变整个地气系统的能量收支平衡, 亦可引起局地以至全球的气候变化.利用Landsat TM/ETM+数据, 运用不同学者提出的窄波段转换宽波段的方程, 反演了祁连山七一冰川总短波段的反照率.把不同的转换方程得到反演值与实测值进行比较, 选择绝对误差最小的反演公式.结果表明: Duguay1992模型提出的方程能保证4景影像反演值与实测值的绝对误差在0.05范围内, 而气候模式输入的反照率产品要求绝对误差在0.05以内.运用该方程反演的反照率结果, 较其他方程要准确, 可为分布式冰川物质-能量平衡模型的构建提供更准确的参数数据.     

现代冰川过程与全球环境气候演变

文章从宏观和微观两个方面扼要阐述了现代冰川过程与全球变化之间的关系。南极冰盖和格陵兰冰盖冰川物质平衡值目前还没有确切结论，虽然它与全球海平面的升降密切相关。山地冰川末端进退变化和冰川物质平衡与全球升温对应较好。极地冰盖现代降水中的稳定同位素比率，主要阴、阳离子、生物有机酸、微粒、超痕量重金属元素、宇宙尘埃以及火山灰等杂质的含量，为认识地球现代环境气候状况提供了丰富的资料。极地冰盖冰芯的分析结果为重建过去气候环境提供了大信息量，高保真度和高分辨率的资料为预测未来气候环境奠定了坚实基础，具有其它任何载体无法取代的优越性。山地冰川的现代和过去气候环境记录，对研究全球和区域性气候环境状况与变迁意义重大     

祁连山七一冰川消融期间的能量平衡特征

冰川表面的能量平衡可以描述冰雪消融与气候响应之间的物理机制,利用2006年6月9日至9月28日在祁连山七一冰川消融区中部自动气象站(AWS)的观测资料,对七一冰川表面的能量平衡进行了估算.结果显示:在冰川消融期,净辐射、湍流热通量和冰川消融耗热是能量平衡的主要组成部分,能量收入方面主要是净辐射和感热通量,分别约占总能量收入的82.4%和17.6%;而支出方面主要是冰雪消融耗热和潜热释放,分别约占总能量支出的87.2%和12.8%.2006年7月31日至8月6日进行了为期近7 d的冰面径流场观测,基于能量平衡原理,对冰川表面的消融进行了模拟,模拟的消融速率和实测的冰面消融数据吻合的较好.     

青藏高原北部多温型山谷冰川不同海拔处冰温变化研究 ——以祁连山老虎沟12号冰川为例

冰川温度是表征冰川物理属性和响应气候变化的关键指标。2010年7月至2011年11月在祁连山老虎沟12号冰川积累区（5 040 m）、多年平衡线处（4 900 m）和消融区（4 550 m）开展了活动层（22 m深,1 m间隔）冰温连续观测。2011年10月在冰川积累区4 971 m处钻得165 m深孔获取了115 m深层冰温廓线。研究发现：三个区域活动层下界的深度均在约17 m处,多年平衡线处冰温最低（-7.4℃）,消融区次之（-3.68℃）,积累区活动层下界冰温最高（-2.74℃）且波动最为持续,可能主要与常年积雪覆盖有关。冰温年波动随深度增加均逐渐降低,对气温变化的响应周期亦逐渐增大。与其他冰川最低温相比,老虎沟12号冰川冰温对气候变化响应敏感,过去50年来受全球变暖影响冰温显著增加。积累区深孔冰温显示50 m深度之下冰温呈线性上升,垂直增温率为0.033℃·m^-1,据此推测其底部冰温为0.02℃,主要与底部应变热有关。     

我国大陆型山地冰川对气候变化的响应

以乌鲁木齐河源１号冰川、唐古拉山冬克玛底冰川和祁连山“七一”冰川为例,着重探讨青藏高原冰川变化的能量机制．得到了在不同气候变化情景下,冰川平衡线对气候因子波动的响应值,并预测未来气候变化对青藏高原冰川物质平衡过程的影响．文中所选取的３条冰川中,以１号冰川对气候变化的响应最为强烈,而“七一”冰川以其独特的能量交换特征,对气候因子波动的响应相当迟缓,从而在全球山地冰川普遍缩小规模的背景下,该冰川处于相对较为稳定的状态．     

天山东部冰川雪坑离子浓度特征的对比研究——以奎屯河哈希勒根51号冰川和哈密庙尔沟平顶冰川为例

对2004年获取的天山奎屯河哈希勒根51号冰川1个雪坑和哈密庙尔沟平顶冰川4个雪坑的离子浓度特征进行了研究,结果表明:Ca2 、NO3-和SO24-是哈密庙尔沟平顶冰川雪坑雪层和积累区雪坑底部冰中的主要离子(尤其是Ca2 ),其雪层中的主要阳离子关系可在底部冰中得以较好的反映,但雪层中各离子浓度与海拔的相关性不明显,可能与海拔的跨度较小和挖取的雪坑较疏有关;雪坑底部冰中的离子浓度与海拔间明显的相关性说明淋融作用随着海拔升高、气温降低而逐渐减弱。SO24-和Ca2 是奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑中的主要离子(尤其是SO42-),其雪坑离子化学特征与哈密庙尔沟平顶冰川差别较大,可能与哈密庙尔沟平顶冰川处于塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和鄯善沙漠的下风向相关,还可能与雪层内淋融作用的强弱和沉积通量的高程效应有关。哈密庙尔沟平顶冰川积累区雪坑中NH4 、NO3-和K 的Cs/Ci较Ca2 、Mg2 和Na 要大,奎屯河哈希勒根51号冰川Na 和NH4 的"雪冰比"较Cl-、SO42-、Mg2 和Ca2 要大,说明这两条冰川雪坑中的Ca2 和Mg2 信号较其它离子可能更易于在冰芯记录中保存下来,为冰芯研究和古气候记录的恢复提供了保障。     

祁连山七一冰川雪冰和冰川融水中正构烷烃和多环芳烃的分布特征及来源研究

2008年6月,在祁连山七一冰川采集雪坑、冰川融水和冰川末端冰样,经过大孔吸附树脂富集后,用GC-MS对样品中的正构烷烃(nC14～nC32)和多环芳烃进行了分析.结果表明,正构烷烃的含量在冰川融水中最高,雪坑次之,冰中最低;多环芳烃的含量在雪坑中最高,冰中最低,冰川融水界于二者之间.正构烷烃与多环芳烃都具有很强的疏水性,在固-液相分配过程中倾向于保留在残留固相中.由于冰川融水样品距冰川末端约1km,沿途地表土壤和植被会贡献部分正构烷烃,所以冰川融水中正构烷烃的含量最高.与正构烷烃不同,多环芳烃较易挥发,而且易被沿途土壤和植被所吸附,导致冰川融水中多环芳烃的含量降低.冰川末端冰中正构烷烃与多环芳烃的含量都很低,可能是由于冰川末端冰年代比较古老,受人类活动的污染较轻.正构烷烃的碳优势指数(CPI值)表明,七一冰川中的正构烷烃主要来自高等植物蜡和化石燃料燃烧产物的混合物,多环芳烃的荧蒽/芘(Fla/Pyr)和菲/蒽(Phe/Ant)比值表明,七一冰川冰雪和冰川融水中检测到的多环芳烃主要来自化石燃料的不完全燃烧.     

祁连山老虎沟12号冰川运动特征分析

以南方灵锐S82 GPS接收机为数据获取平台,借助RTK测量技术对均匀布设在祁连山老虎沟12号冰川表面的花杆网阵进行表面运动速度观测.2008年6—8月和2008—2009年整年的观测资料显示:2008—2009年间该条冰川表面流速最大值出现在海拔4 750~4 850 m,其中西支表面流速达到32.6 m.a-1,出现在海拔4830 m附近,东支表面流速达到32.4 m.a-1,出现在海拔4770 m附近.相比1959年的观测结果,该条冰川流速减慢了11%.