用时间序列模拟和预报天山乌鲁木齐河源1号冰川年径流总量

本文把1958—1984年天山乌鲁木齐河源1号冰川的融水径流总量的时间序列X(t),分解为趋势项L(t)、周期项P(t)、平稳项S(t)、随机项ε(t),使该时间序列表示为X(t)=L(t)+P(t)+S(t)+ε(t)。采用非线性回归提取L(t),用谱分析和Fourier级数提取P(t)余差用自回归方程建模,用上述项的叠加作出预报,按相关指数公式计算R=0.90,效果良好。     

用时间序列模拟和预报天山乌鲁木齐河源1号冰川年径流总量

本文把1958—1984年天山乌鲁木齐河源1号冰川的融水径流总量的时间序列X(t),分解为趋势项L(t)、周期项P(t)、平稳项S(t)、随机项ε(t),使该时间序列表示为X(t)=L(t)+P(t)+S(t)+ε(t)。采用非线性回归提取L(t),用谱分析和Fourier级数提取P(t),余差用自回归方程建模,用上述项的叠加作出预报,按相关指数公式计算R=0.90,效果良好。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川径流对气候变化的响应分析

利用天山乌鲁木齐河源1号冰川1959-2006年的气象、冰川物质平衡和1980-2006年的水文资料,分析了其冰川径流的变化.结果表明:由于1996年以来的显著升温,导致了1号冰川水文点径流主要受夏季气温变化的控制,冰川物质损失对径流的补给作用已超过了降水的作用.1996-2006年与1980-1995年相比,夏季气温...     

1959-2017年天山乌鲁木齐河源1号冰川流域径流及其组分变化

冰川是气候变化的指示器,气候变化对冰川及其径流的影响研究是目前国内外关注的热点和前沿领域之一,目前的研究以模拟为主,实测资料十分有限且不确定性很大。以新疆天山乌鲁木齐河源1号冰川（简称“1号冰川”）流域为例,基于中国科学院天山冰川观测试验站1959-2017年观测数据,研究了中国西部典型小型冰川流域径流及其组分长期变化以及对气候变化的响应,为冰川径流长期变化过程的认识提供重要参考。结果表明,1号冰川流域径流主要由冰川径流和非冰川区降水径流组成,分别占70%和30%。其中冰川径流又可分为冰川区降水径流和冰川融水径流,分别占44%和26%。59年间,冰川径流整体呈上升趋势,在1992年之后出现了一个阶梯式的上升,与气温升高和降水的增加有关,1997-2007年达到高峰,2008年以后出现波动下降趋势,其原因除了与该时段的降水有所减少有关之外,冰川面积减小的影响也不可忽视。另外,还利用实测径流和冰川物质平衡值,通过水量平衡模型,检验了模型使用的冰川区和非冰川区径流系数。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川昼、夜径流变化特征

利用天山乌鲁木齐河源1号冰川2001-2005年消融期的水文气象实测资料,分析了河源区径流量的昼、夜变化特征,并对径流变化过程与气温、降水等关系进行了相关分析.结果表明：从5月份消融初期开始,昼、夜平均流量都较小,随着强消融期的到来,迅速增大,到消融期后期（8月份末）,又逐渐变小.就年际相同月份昼（夜）平均流量相比而言...     

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。     

天山乌鲁木齐河源区1号冰川径流模拟研究

采用HBV-ETH模型, 利用1980-2006年实测水文气象数据对乌鲁木齐河源区1号冰川日径流进行模拟研究. 在考虑度日因子和面积变化的基础上, 模拟了1980-2006年流域的径流深和土壤蒸散发; 依据水量平衡原理, 得到了流域冰川物质平衡和冰川体积变化序列, 同时对比验证了模型的模拟效果. 研究表明: 若将冰川面积视为常数进行模拟, 将会使得模拟径流比实际偏大, 过去26 a平均高估7%左右. 1980-2006年间, 若不考虑面积变化, 累积体积变化被高估3%左右.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川新近出现大的物质负平衡

以天山乌鲁木齐河源１号冰川１９９６／１９９７年度和１９９７／１９９８年度实测物质平衡资料为基础。利用等直线法计算出１号冰川年物质平衡分别为－８５３．０ｍｍ和－７８０．９ｍｍ,相庆的ＡＡＲ植分别为０．２５和０．３３自１９５９以来,１９９６／１９９７年度１号冰川物质负平衡值最大,１９９７／１９９８年度次之,根据该地区气温和降水记录资料分析,造成这 结果的主导因素是气温,尤其是夏季消融期气温,其次是降水     

天山乌鲁木齐河源1号冰川pH和电导率记录的现代环境过程

根据天山乌鲁木齐河源地区的一个完整年周期的大气降水样品、１号冰川连续雪坑样品及浅冰芯样品的ｐＨ和电导率资料,初步探讨冰芯ｐＨ和电导率记录的形成过程和影响因素。结果表明,降水沉积后的粒雪化过程和成冰作用过程中样品的ｐＨ和电导率有较大的变化。但两者之间仍基本保持正相关关系。这说明在消融率较大和融水渗浸作用较强的内陆地区。仍可以根据冰芯的ｐＨ和电导率记录合理地区地反演沉积时的大气环境状况。     

乌鲁木齐河源1号冰川2号冰洞的冰川学研究

在乌鲁木齐河源１号冰川东支末端开挖了２号冰洞。观测表明，冰温接近且略低于冰的融点；冰晶粗大，平均直径一般达十余毫米；大都具有多极大型组构；冰川底部含岩屑层的变形对冰川运动的贡献显；冰川末端是一个应力剧变区，应变大，纵向压缩和竖向上升明显。主应变率在１０＾－＾１ａ＾－＾１的数量级。洞壁上应变椭圆主轴的伸长，缩短和旋转均自洞里向洞外增加。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川消融期反照率特征

消融期冰川反照率特征研究对于深入理解冰川消融过程及其对气候变化的响应机理具有重要意义。利用Landsat卫星影像反演反照率数据,MODIS逐日反照率产品数据以及野外观测反照率数据,分析了天山乌鲁木齐河源1号冰川2016年消融期（5—8月）反照率时空变化特征。研究表明：消融早期,冰川反照率空间变化不明显;消融中后期,总体上呈现随海拔的升高而增大的趋势,在平衡线附近增速最快。消融期冰川反照率整体呈下降趋势,而且在6—7月份变化最为剧烈。平衡线附近反照率时间变化尤其显著,积累区次之,消融区最弱。冰川反照率的时空变化主要由冰面特征决定。气温和固态降水是其驱动因素。冰川反照率随气温的升高而降低,但固态降水会打破其随气温的变化趋势,引起反照率的增加。污化物显著降低冰面反照率,尤其在可见光波段（380~760 nm）。此外,即使冰面特征相对均一,反照率还呈现随太阳入射角的增大而增大的趋势,主要由冰川局部地形（坡度与坡向）差异所致。     

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。     

乌鲁木齐河源1号冰川含岩屑冰川冰的恒应力蠕变试验

在天山乌鲁木齐河源１号冰川度部取冰样１２个，加工成直径１１３ｍｍ，长２００ｍｍ的试样，在－１±０．３℃和０．４２ＭＰａ（其中一试样为０．８４ＭＰａ）的条件下，作恒应力单轴压缩蠕变试验，试样岩屑含量为０．０１－２．５０％的体积比。试验得出最小应变率出现在变为１％左右，流动参数Ａ与纯冰实验结果相近，未发现岩屑含量对冰的蠕变有明显影响。     

天山乌鲁木齐河源冰雪径流的极值分析

利用乌鲁木齐河源区近20多年的水文气象实测资料, 研究了河源区冰川、季节积雪和夏季降水等形成径流极值(极大值和极小值)的时空变化特征, 并对其产生过程及其与气温、降水等气象要素的关系进行初步分析. 结果表明: 春季(5月)1号冰川水文点和空冰斗水文点极大值径流呈现出轻微增大的趋势, 总控水文点表现为减小的趋势; 夏季(6～8月)径流极大值变化显示, 空冰斗和总控水文点有增大趋势, 1号冰川水文点总体为轻微的减小趋势. 春季径流极值的主要影响因素是气温; 夏季极大值径流是气温和降水综合作用的结果, 而极小值径流主要源于大降水(雪)后的相对较低气温的影响.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川面积变化对物质平衡计算的影响

应用天山乌鲁木齐河源1号冰川8期不同时期测绘的冰川地形图,结合冰川物质平衡的实测资料,研究了1号冰川的面积变化及其对物质平衡计算的影响.结果表明:自1962年以来,1号冰川面积处于持续的退缩状态.到2008年8月为止,1号冰川东、西支已经分别退缩了208.2m和110.5m,同时冰川面积退缩为1.645km2,比196...     

天山乌鲁木齐河源1号冰川成冰带分布特征的再研究

通过分析2006年获取的43个雪坑和2004年的28个雪坑资料,对乌鲁木齐河源1号冰川成冰带的分布特征进行了再研究.结果表明: 1号冰川东、西支消融带和渗浸-冻结带界限(平均值)分别位于海拔4 068 m和4 086 m,渗浸-冻结带和渗浸带的界限分别位于海拔4 086 m和4 122 m处;东、西支顶部的渗浸-冻结带和渗浸带界限分别位于海拔4 184 m和4 435 m处.与20世纪80年代末相比,1号冰川的成冰带谱整体上移,成冰带界限达到各研究时期的最高,且东支的变化幅度大于西支;消融带和冰川顶部的渗浸-冻结带面积增大,渗浸带和冰川中部的渗浸-冻结带面积缩小.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶可溶性离子昼夜变化研究

在2007年4月16-23日,8月5-12日,10月20-23日3个采样时段内,分昼夜采集了16个气溶胶样品,对样品中的可溶性离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl+、NO3,、SO2-4)进行了分析,以研究气溶胶可溶性离子的昼夜变化特征和可能的影响因素.结果表明:天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶夜间平均离子浓度高于白天浓度,7种离子中,除NO3在全年中的平均离子浓度表现为白天高于晚上外,其余离子的平均浓度均是夜间高于白天.区域风向的日变化是控制气溶胶浓度昼夜变化的主要影响因素,相比之下大气环流的影响则相对较弱.在所研究的8组昼夜变化事件中,Ca2+的昼夜变化最为明显,离子浓度的高值事件多出现在晚上,而其余离子在采样时段内的昼夜变化事件表现则不尽一致,无明显规律.     

乌鲁木齐河源1号冰川度日因子时空变化特征

度日模型是估算冰川消融的一种简单而有效的方法,度日因子是该模型的重要参数,反映了单位正积温产生的冰雪消融量,其时空变化特征对不同模型模拟冰雪消融过程的精度有较大影响.根据乌鲁木齐河源1号冰川22a的物质平衡花杆观测资料和大西沟气象站气象资料,分析了该冰川度日因子的时空变化规律及其影响因素.结果表明:时间尺度上,融雪度日因子年际变化不大,融冰度日因子随年际变化有增加趋势,且这种增加趋势在冰川中下部要比冰川上部明显;空间尺度上,随海拔升高,度日因子具有明显的下降趋势;2000-2004年与1983-1989年相比,1号冰川东、西支夏季物质平衡变化量分别为-240mm和-290mm,其中气候变化直接引起的变化量为-206mm和-175mm.     

乌鲁木齐河源1号冰川积累区透底冰芯地层及冰结构分析

对乌鲁木齐河源１号冰川积累区一支深达９１．６４ｍ的透底冰芯进行了详细的层位及冰结构分析，结果表明，在２０ｍ深度以内，很好地保存了原始沉积的特征，但在７０￣８０ｍ深处还发现小密度的乳白色冰占优势的冰层，可能形成于小冰期，中层具有动力变质及再结晶作用共存及反复消长的结构特征（冰晶尺寸、气泡），未见单极大型组构，但出现弱竖环形组构，底层出现弱宝石状的多极大组构。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川东支能量-物质平衡模拟研究

基于天山乌鲁木齐河源1号冰川东支海拔4025 m处自动气象站的观测数据和同期物质平衡花杆观测数据,采用COSIMA模型,对该冰川东支2018年消融期单点能量-物质平衡进行了模拟.结果显示:物质平衡模拟值为(-0.67±0.03)m w.e.,与实测值有非常好的一致性,相关系数达0.96.造成冰川消融的能量来源于净短波辐...