大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡对比研究——以天山和阿尔卑斯山典型冰川为例

物质平衡是冰川对气候变化最直接的响应,是冰川变化的重要参数.大陆型冰川与海洋型冰川发育在不同的水热环境下,它们对气候变化的响应程度、过程和机理存在很大差异,因此在全球变暖背景下对这两类不同性质冰川物质平衡变化特征及其机理做一全面的对比研究意义重大.以东、西天山的乌鲁木齐河源1号冰川和图尤克苏冰川以及阿尔卑斯山东、中、西部的欣特雷斯冰川、Caresèr冰川和Sarennes冰川为参照冰川,在对比分析这五条参照冰川近60 a来物质平衡变化幅度差异和阶段性差异基础上,对大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡变化特征及其机理进行了对比研究.结果表明:在物质平衡阶段性变化上,阿尔卑斯山参照冰川物质平衡变化具有相似的阶段性,而天山和阿尔卑斯山参照冰川之间以及天山内部两条参照冰川之间物质平衡阶段性变化存在很大的差异,可见,无论不同性质冰川还是同一性质的不同冰川,其物质平衡的阶段性变化都可能存在差异,这与不同冰川所处环境水热变化的时间差异有关,而与冰川性质无关;在物质平衡变化幅度上,海洋型冰川变化幅度明显大于大陆型冰川,原因是不同性质冰川发育的水热环境及其对气候变化敏感性差异;在前人对冰川加速消融机理的研究基础上,本文也讨论了大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡变化的机理及其异同.     

北半球冰川物质平衡的突变

据世界冰川监测处（ＷＧＭＳ）收集,编辑和出版的全球冰川物质平衡序列资料,用序列平均滑动ｔ检验,探测了北半球２０ａ以上长序列３３条冰川的１０ａ尺度突变。结果表明,突变发生年代的区域特征与气候环流背景突变很相近。证实冰川年物质平衡序列反映气候背景突出的能力与灵敏性。     

青藏高原及周边冰川区表碛影响研究进展北大核心CSCD

青藏高原及周边冰川区表碛分布十分广泛,其通过地-气-能-水交换、反照率变化等影响冰川消融及空间特征,导致表碛覆盖型冰川物质平衡响应机制、水文效应及其致灾过程不同于无表碛覆盖型冰川。本文在系统梳理青藏高原及周边冰川区表碛空间分布特征的基础上,综合分析了表碛对冰川区消融、物质平衡和水文过程的影响及其对气候的响应过程,并系统分析了表碛影响观测与模拟的研究进展。目前不同尺度冰川物质平衡和径流模型对表碛影响的考虑依然不足,导致应用现有模型开展表碛分布及动态变化和评估气候变化条件下表碛影响面临诸多挑战。展望未来,深入认识气候-冰川-表碛系统相互作用与反馈机制,发展考虑多物理过程的冰川-表碛系统协同演化的动态模型,预估气候变化驱动下的冰川区表碛动态影响及趋势,进而服务于区域社会经济发展和“绿色丝绸之路”建设。     

入湖冰川物质平衡序列重建与分析--以喜马拉雅山北坡龙巴萨巴冰川为例北大核心CSCD

入湖冰川受冰湖作用影响,物质损失速率高于其他类型冰川,并导致冰湖进一步扩张,冰湖溃决风险增加。建立入湖冰川物质变化序列,对揭示不同类型冰川对气候变化的响应特征,以及评估冰湖溃决风险研究具有重要意义。基于中国地面气象要素驱动数据集和实测气象数据,采用冰川表面能量-物质平衡模型估算了冰川表面物质变化,并结合冰川流动和末端退缩特征,重建了1989-2018年龙巴萨巴冰川物质变化序列。结果表明,近30a龙巴萨巴冰川总物质损失为0.315km^(3)w.e.,平均物质变化速率为-0.114km^(3)w.e.·a^(-1)。冰川平均表面物质平衡为-0.26m w.e.·a^(-1),表面消融是冰川物质亏损的主要贡献因素。气温变化对冰川表面物质损失的影响高于降水;冰川表面物质平衡对夏季气温和降水变化的敏感性强于其他季节;表碛覆盖加速了冰川表面消融,且较薄的表碛厚度会加剧冰川表面物质损失。     

反照率对冬克玛底冰川径流及物质平衡模拟影响研究北大核心CSCD

反照率是影响冰川融水径流和冰川物质平衡的重要因素,但仍缺乏考虑反照率对冰川径流及物质平衡模拟效果影响的定量研究。本研究基于自主研发的冰川流域水文模型(FLEXG),在模型中加入反照率和入射短波辐射,以改进模型。利用2005-2014年长江源区冬克玛底冰川流域实测水文气象数据,以及2010-2014年小冬克玛底冰川各高程带物质平衡数据,开展了冰川流域径流和冰川物质平衡的模拟研究。研究发现:考虑反照率和入射短波辐射后,FLEXG模型对日尺度径流的模拟有一定改善,验证期KGE从0.49提高到0.51;冰川物质平衡的模拟也有明显提高,R2从0.67提高到0.83。同时,6-9月冰川径流的贡献从63%提高到66%,与利用同位素信息分割径流的结果更为接近,模拟真实性得到明显提高。     

北极Svalbard地区冰川物质平衡研究进展

回顾了Svalbard地区冰川物质平衡观测研究的历史,总结了该区域自1950年代以来冰川物质平衡的主要特征.结果表明:1)冰川净平衡、冬季积累和夏季消融没有明显长期变化趋势,净平衡一般为负值,导致冰体不断地缩减;2)冰川冬季积累年际波动较小,基本保持稳定状态;夏季消融年际波动较大,但没有融化增加的迹象;3)面积/海拔高度分布的不同导致了各冰川物质平衡的差异,面积较小(<10 km²)、海拔较低(<500 m)的冰川持续退缩;而具有更高海拔高度、更大面积的冰川则处于平衡或略微增长状态;4)净平衡与冰川平衡线高度(ELA)具有良好的负相关性,平均物质平衡梯度无明显变化,物质平衡对平衡线高度变化(气候变化)的敏感性保持稳定;5)Svalbard地区冰川物质平衡与该区夏季各月正积温和冬季降水具有密切的相关性.最后提出了加强Svalbard地区冰川物质平衡内补给过程研究以及与我国天山冰川物质平衡的对比研究,以求更加准确地认识Svalbard地区冰川物质平衡特征.     

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.     

环北极地区冰川（盖）物质平衡研究进展

回顾了环北极各分区冰川物质平衡观测,研究的历史与现状,过去３０ａ间,北极冰川（帽）波动与全球平均变化保持同步。相对于中低纬地区冰川,北极地区的小型冰川（帽）对全球气候变化反应更灵敏,北极冰川物质平衡的变化对气候变化具有更好的指示意义。１９世纪末以来的百年时间里,除本世纪６０年代出现短暂的相对冰时外,环北极冰川表现出普遍退缩趋势。     

冰川零平衡线处的物质平衡及其应用

论证了在稳定状态时的冰川平衡线即零平衡线ＥＬＡ０）处的比净平衡大致等于整个冰川的平均净平衡。提出了ＥＬＡ０的直接测定方法、误差范围以及利用冰川中值高度计算ＥＬＡ０的公式。认为可以利用ＥＬＡ０的特征简化冰川物质平衡的观测及计算，以及利用冰川编目资料大面积估算冰川物质平衡状况的可能性。     

喜马拉雅山中东段蒙达扛日冰川水文与物质平衡观测研究

2007年7—9月,在喜马拉雅山中东段蒙达扛日冰川进行了水文和物质平衡的同步观测.结果表明：观测期间,蒙达扛日冰川表现为物质负平衡,冰川消融集中在7月和8月中上旬.观测的70 d内,花杆区冰川物质平衡量为-435～-711 mm,日平均值为-6.2～-10.2 mm.d-1,冰川的总物质平衡量为-355 mm.蒙达扛日...     

青藏高原东南缘保山地体上新世地壳旋转变形运动的古地磁学研究及构造意义

青藏高原东南缘受印度板块的持续挤压发生了强烈的陆内变形,前人的研究结果显示,保山地体中新世以来发生强烈的旋转变形,因此,在保山盆地东南缘上新世湖相沉积地层中采集了30个采点(约300块定向样品),其中160块样品分离出了特征剩磁分量,通过了褶皱检验和倒转检验,代表了沉积地层形成时的原生剩磁分量。地层产状校正后剩磁平均方向为:Ds/Is=20.2°/37.1°,Ks=59.7,α95=4.8°,N=16;对应古地磁极为:北纬67.9°、东经205.7°,A95=2.6。通过与保山盆地东缘科研钻井磁性地层结果进行对比,可以确定羊邑剖面年代为6±0.2Ma;与10Ma东亚构造稳定区古地磁参考极对比发现,保山盆地发生了19.2°±6°的顺时针旋转,表明保山地体上新世以来平均顺时针旋转速率为3.2°±1.0°/Ma,如此快速的旋转速率印证了保山地体和腾冲地块古近纪和中新世古地磁研究所揭示的大角度顺时针旋转变形量。     

青藏高原东南部冰川雪冰重金属元素特征

雪冰可以很好地记录大气重金属元素的含量水平。基于2015年6月在青藏高原东南部（藏东南）地区采集的4条冰川的雪坑和表层雪冰样品,分析并讨论了雪冰重金属元素特征。结果显示,Pb、Cd等重金属元素含量与高原其他地区雪冰中一致,含量总体较低,显著低于天山和阿尔卑斯山雪冰中Pb和Cd含量,与格陵兰地区雪冰Pb和Cd含量大致相当,但显著高于南极地区雪冰中Pb和Cd含量,这表明藏东南雪冰中元素含量仍代表全球背景地区大气环境状况。元素富集因子结果显示,Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Mo、Sn等发生强烈富集（EFs>10）,而以地壳源为主的元素如Fe、Ti、Mn、Th等则富集较弱。主成分分析表明,不同重金属元素的污染来源存在差异;结合后向气团轨迹分析,推断藏东南地区雪冰元素含量不可避免地受到南亚地区人类活动排放污染物的显著影响。目前,藏东南地区冰川呈显著退缩状态,强烈的冰川消融可释放大量的重金属元素进入河流,可能对下游地区的人类生产生活以及生态系统产生重要影响。     

祁连山区雪冰反照率变化及其对冰川物质平衡的影响

雪冰反照率能够改变冰川表面能量收支平衡,是影响冰川消融的重要因素之一。利用祁连山地区冰川面积矢量数据、MODIS逐日积雪反照率、气温和降水以及冰川物质平衡等数据,探讨了祁连山典型冰川区雪冰反照率特征及其对冰川物质平衡的影响。结果表明：祁连山地区冰川多年平均反照率为0.532,冰川区面积大小与其多年平均反照率之间呈显著正相关（R²=0.16,P<0.05,N=91）,即冰川面积缩减1 km²,对应的平均反照率下降0.0025。祁连山老虎沟12号冰川反照率在夏季有明显的海拔效应,且强于其他时段,达到0.047?（100m）^-1。典型冰川年均物质平衡量与冰川表面夏季（6—8月）平均反照率之间存在显著的正相关关系,老虎沟12号冰川和七一冰川决定系数R²分别达到了0.48（P<0.05）和0.66（P <0.05）。冰川表面夏季平均反照率这一指标能够较好地衡量青藏高原北部祁连山地区冰川物质平衡的变化。     

青藏高原东南缘及邻区近年来地震b值特征

基于青藏高原东南缘空间数据库及系统建立成果的基础上,综合整理青藏高原东南缘地区的1980—2013年地震信息、地震地质资料及国家基础地理信息,通过Arcgis软件及其脚本编写应用,利用空间模型初步实现了区域内1980—2013年地震活动信息的地统计分析。依据区域地震b值与地壳内部应力分布状态的负相关原理,利用b值进行大面积空间与时间扫描方法对青藏高原东南缘当前应力分布特点进行研究。以2°×2°为单元网格将研究区分为若干区,分别对其进行分时间、分单元b值计算,针对重点低b值区形成时空曲线总结大地震发生前b值曲线的时空规律,并结合之前划出的地震围空区对本区地震危险性进行综合性的中长期预测,结果表明:1汶川地震、芦山地震验证大震发生前后b值时间曲线会有水平—负增长—正增长—负增长—水平的曲线变化;2地震震级越大b值负增长的低值危险区形成时间越早,持续时间越久;3汶川大地震前川北出现大面积低b值异常区;4目前b值低值区持续时间较长的区域有:东喜马拉雅构造结、玉树—甘孜断裂、安宁河断裂—则木河断裂—鲜水河断裂—小江断裂和畹町断裂—南汀河断裂,澜沧断裂—景洪断裂与地震空区危险性预测有较多重叠。     

基于宇宙成因核素10Be的青藏高原东南部地区末次间冰期以来地表岩石侵蚀速率研究

地表侵蚀速率是衡量地貌演变的一个重要因子。本研究利用原地生成宇宙成因核素10Be对青藏高原东南部地区地表岩石侵蚀速率进行了首次测定。结果显示,自末次间冰期以来,青藏高原东南部地区的地表岩石侵蚀速率不超过60 mm/ka,平均侵蚀速率值约为27.1±10.2 mm/ka,这一结果与其他高海拔地区基岩侵蚀速率值一致。高原东南部地区地表岩石侵蚀率同时受构造活动和气候尤其降水量等因素的制约。与高原内部干旱、半干旱地区相比,青藏高原东南部地区的侵蚀速率偏大,但均在同一个数量级范围内。高原东南部地区较高原内部干旱区侵蚀速率大的原因主要是由于降水量的差异所致。     

1964-2010年青藏高原长江源各拉丹冬地区冰川变化及其不确定性分析

利用1964年美国CORONA间谍卫星影像和1976-2010年的Landsat MSS/TM/ETM+遥感影像, 对青藏高原长江源各拉丹冬地区的冰川进行监测, 获得每10 a间隔的冰川面积数据, 并对冰川制图中的不确定性进行了评估.由于冰川表面比较洁净, 认为该地区冰川变化的不确定性主要由分辨率(Landsat)和人为操作差异造成, 误差可达1%~2%.通过对比发现: 1964-2010年间, 各拉丹冬地区冰川面积总体上减少了45.75 km², 相对变化为6.80%, 冰川年平均变化速度约为0.99 km²·a^-1, 相对变化速度为0.15%·a^-1; 该地区冰川总体退缩较为缓慢, 但部分冰川变化显著, 在138条冰川中, 有14条大冰川存在较为明显的变化.在过去的近50 a中, 该地区的冰川并不是都呈退缩状态, 先后有9条冰川出现过前进的现象, 其中有1条冰川一直处于前进状态, 长江源头冰川(姜古迪如北支冰川)先后出现过两次前进, 分别发生在1964-1977年间和2000-2010年间.     

青藏高原东南缘金沙江下游新生代构造与地貌演化

青藏高原东南缘发育数十万平方千米的广阔地貌过渡带与大面积低起伏地貌面,独特的地貌提供了解读高原构造拓展与地表隆升时间、过程以及机制的理想窗口。为揭示青藏高原东南缘新生代构造变形响应和地貌演化过程,通过构造解析、构造地貌以及低温热年代学数据分析对金沙江下游流域进行综合研究。结果表明青藏高原东南缘早在始新世即已处于北西向为主的区域性挤压条件下而发生广泛褶皱变形。尽管始新世存在区域性变形响应,但青藏高原东南缘金沙江下游地区在古近纪为低海拔丘陵地貌,地表隆升幅度极为有限。晚渐新世—早中新世研究区总体处于长期的低剥蚀速率环境,促进了低海拔平缓地貌的形成。晚新近纪以来,青藏高原东南缘发生区域性缩短变形与显著地表隆升,大型水系同步下蚀,共同塑造形成现今较高海拔的低起伏地貌面与深切峡谷并存的特征性地貌。研究结果支持青藏高原东南缘晚新近纪以来的隆升与地壳构造缩短及增厚密切相关,而中下地壳塑性流动增厚机制并非必不可少。     

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。     

近50年来北极斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化特征

利用长时间序列的冰川物质平衡资料,详细分析了北极斯瓦尔巴地区冰川的物质平衡变化特征以及气候因子对物质平衡的影响。结果表明：近50年来斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化主要呈负平衡、零平衡/略微增长两种状态。冰川净平衡一般为负值,年际变化波动幅度较大且呈负平衡趋势,累积物质平衡表现出长期稳定的负平衡增长态势。除Kongsvegen冰川外,其他冰川不存在短期内的平衡波动。季节变化表现为夏季消融、冬季积累,且夏季消融比冬季积累波动更大,冰川净平衡与夏季消融保持同步变化趋势。冰川净平衡与平衡线高度（ELA）呈负相关（平均相关系数为-0.89）,与积累区面积比率（AAR）呈正相关（平均相关系数为0.84）,该地区大多数冰川AAR减小,说明冰川物质补给处于劣势,冰川物质平衡向负平衡发展。夏季气温升高是斯瓦尔巴地区冰川表面物质加速亏损的直接原因。     

唐古拉一支浅冰芯内的冰川化学记录及环境意义(英)

An ice core which is 5 annual layers contained was drilled at Dongkemadi branch glacier, middle of Tanggula Mis. The chemical analysis shows the obviously similar variations of the concentrations of major canons and anions versus depth. The similarities are ascribed to the same types of aerosols that most of the ions concentrate and coexist. For instant, the aerosols transported from the arid regions outsides north of the Tibetan Plateau as well as the high-mineralized saline lakes on the plateau are probably the main sources of the major ions. However, profile of nitrate is unique compared with other species. The maximum of the concentrations of the major ions, i. e. Na+, Mg2+, Ca2+, and K+, coincides well with the depths of dirty layers, which correspond the accumulation of snowfalls from the end of ablation season to late spring, the concentration peaks of these layers are possibly due to dry deposition during the "rare precipitation and dust storm" season. The contrast between the profiles of chemical species and stratigraphy of ice core suggests that the disturbance of meltwater to the chemical records of ice core is not negligible. we are confirmed therefore by the records of ice core, that the continental air masses prevailingly controlling atmospheric environment over Tibetan Plateau may reach somewhere south of Tanggula Mountain.