基于冰川钻孔温度的古气候重建研究进展北大核心CSCD

冰川内部温度与过去冰面温度变化密切相关,因此可以利用冰川钻孔温度对过去冰面温度变化过程进行重建。耦合的热传导-冰流物理模型与相关反演算法,是基于冰川钻孔温度进行古气候重建研究的理论基础和关键。论文收集了过去三十多年基于冰川钻孔温度进行古气候重建的研究文献,从冰川钻孔温度对气候变化的响应和古气候重建等方面进行了概述,并简要讨论了不同反演算法的优劣性和适用条件。尽管很多因素(如太阳辐射、融水等)都会对冰川钻孔温度造成影响,但两极或高纬地区的冷冰川钻孔温度能较好地反映气候变化历史。目前已通过这些不同地区的冰川钻孔温度,重建了末次冰期冰盛期以来不同时间尺度的气候变化历史,同时可与对应的冰芯记录相互印证。此外,通过冰川钻孔温度可以研究冰川与气温的耦合作用,并进一步预测冰川对未来气候变化的响应。利用中纬度冷冰川钻孔温度开展古气候重建的研究较少,未来加深这一方面的研究将有助于揭示中纬度高海拔地区的气候变化状况。     

慕士塔格冰芯钻孔温度测量结果

2002年8月对慕士塔格冰川累积区海拔6300m左右的两根冰芯钻孔(其中—根达到冰川底部基岩)进行了温度测量，揭示了该处冰川的温度分布特征．结果表明：慕士塔格冰芯的冰温是目前中低纬地区山地冰川中最低的，达-21．79℃，该最低温度出现的位置在35m以下；冰床底部的温度为-20．76℃，也远低于其它山地冰川的冰床温度，极低的温度对成冰过程有重要影响，并有利于获得可靠的冰芯记录。     

便携式多探头冰雪热敏电阻温度计的设计原理及使用效果

我国冰雪工作者在1980年以前大都使用铜电阻测量冰川温度。铜电阻具有正的温度系数,其温度每变化1℃,阻值的变化为0.4—0.6％。冰川测温用铜电阻由于体积的限制,一般阻值制做成300Ω左右,用它进行深冰川钻孔测温或远距离测温就有一定困难,必须采取一些措施来补偿由于引线电阻而带来的误差。同时铜电阻存在反应速度慢,加工复杂,成本高等缺点。     

东天山庙儿沟平顶冰川钻孔温度分布特征

2005年8月在庙儿沟平顶冰川顶部海拔4 518 m处钻取了两根透底冰芯,对其中60 m的Core1冰芯钻孔利用热敏电阻温度计进行了温度测量,初步揭示了该处冰川的温度分布特征.结果显示,最低冰层温度-8.27℃出现在50 m深度处,这个深度在同类冰川中处于较低的位置;冰床底部的温度为-8.16℃,远低于压力融点.庙儿沟平顶冰川冰温的上述分布特征是在各种因素的影响下形成的,具有其独特性.这种温度分布特征,对冰芯记录过程较为有利,为恢复该地区气候与环境记录的准确性提供了保证.     

利用钻孔温度梯度重建过去气候变化进展

地球表面的温度信号向地下传播并影响地下温度剖面,这种温度剖面可从钻孔中测量,通过分析可重建过去表面温度变化.虽然认识到表面温度变化对地下温度和热流的影响已有很长时间,但仅在20世纪80年代以后钻孔温度剖面才被广泛应用于气候变化研究.钻孔气候方法与其他重建过去气候的近似方法不同,因为它是基于温度剖面测量与过去气候,即地表温度(GST)、重构参数的直接物理联系之上的.钻孔温度气候研究方法已被证实可以重建过去地表温度趋势,并且最终可结合表面气温序列估计其预观测平均值(POMs).钻孔温度剖面并不是地表温度的代用指标,而是地球大陆表面能量平衡的直接测量.这种地下的信号通过热扩散衰减非常快,因而对从地下温度测量数据中提取过去气候变化信息的方法施加了一个物理限制.描述由钻孔中测量的温度—深度剖面来重建GST历史的基本特征及问题.     

天山博格达峰扇状分流冰川的冰层温度

发源于博格达峰北坡流向南北坡两个流域的5 Y725D 5及5 Y812B10冰川是博格达峰地区形态类型比较特别的一条冰川,本文合称为博格达扇状分流冰川。1981年中日联合考察队对该冰川考察时,在消融区上部打了一个20米深的钻孔,埋置温度计17只,取得了该冰川的第一批温度资料。     

钻孔温度波动现象及其应用初探

在进行钻孔温度测量时,一般都记录沿钻孔随深度变化的温度幅值、梯度值。我们在山东淄博龙泉煤矿进行井温测量时,发现在某些情况下,钻孔中某一点的温度值不是一个固定值,而是在短时间内,就有很大地变化。我们称它为井温波动现象。     

我国冰川测量与制图进展

在庆祝我国专业冰川冻土研究机构成立三十周年之际,回顾和展望冰川测量与制图工作也是很有益的。测量与制图室是我所技术系统中最早筹建的一个以摄影测量为主的技术室,其主要方向是为冰川、冻土和泥石流研究测量和编绘各种比例尺的专题地图、观测和积累冰川运动、冰面升降和末端进退变化等有关定量资料,以及改进高山冰川区测量与制图的方法。 我国的冰川测绘工作,解放前,只有少数外国学者曾深入我国的喀喇昆仑山、喜马拉雅山和横断山等地区,对某些冰川作过零星、粗糙的考察测绘。解放后,除国家基本地图外,冰川的测绘工作始于1958年的祁连山冰川考察,但较全面系统的冰川测绘工     

天山乌鲁木齐河源1号冰川重力测厚资料的重新解释

1981年我们分别用雷达、地震、重力勘探测定了天山乌鲁木齐河源1号冰川的厚度。1982年试验热水钻时,在东支冰川C′—D′剖面间布置了钻孔,钻深达109.90米,推测下部还有2—3米的冰夹石。根据此钻孔的初步检验,雷达资料与实际冰厚较为吻合,而重力测量厚度偏小30—40米。为此我们对重力资料重新进行了检查分析。     

地面多基线数字摄影测量在冰川测量中的应用 ——以博格达峰黑沟8号冰川为例

冰川的监测一直是冰川学研究的重要内容, 2008年对天山东段博格达峰南坡的黑沟8号冰川末端进行了地面多基线数字摄影测量, 获取了该冰川末端的影像, 以及与之相配套的控制信息. 在Lensphoto多基线数字摄影测量系统中, 测得了冰川末端的0.11 km² DEM数据. 采用同期测量的GPS数据检验得知, 摄影测量所得DEM数据在高程上的平均误差为1.92 m, 标准偏差为3.47 m. 地面旋转多基线数字摄影测量是一种非常有效的冰川测量手段, 可以在典型冰川测量和冰川重要部位(例如冰川末端、 冰崖等)的测量中发挥作用.     

高山冰川雷达探测试验

冰川雷达探测主要采用调制脉冲雷达系统。其基本原理是向冰川发射载波频率为几十至几百兆周的无线电波,接收来自冰川内部或底部反射的回波,藉此来测定冰川的厚度,研究冰川的内部构造、温度和运动状况等。由于冷性冰川冰对电磁波的吸收率很小,吸收系数一般小于几分贝/100米,相对介电常数也较稳定,一般为3.2左右;冰川体(尤其是冷性冰川)一般较均匀。因此,有利于雷达探测技术的应用。六十年代初,首先在极地冰川上使用雷达探测技术,成功地取得了冰层厚度的资料。此种方法适合在飞机上测量,具有快速、经济、准确的特点。目前,已成为冰川学研究的重要技术手段之一。一九七九年五月,我们首次在祁     

现代冰川体积变化研究方法综述

冰川作为气候变化的指示器,在气候变暖的趋势下呈加速退缩的趋势。冰川消融加速对海平面上升、区域水循环和水资源可获取性均有重要影响。冰川体积作为冰川研究的一项重要内容,越来越被研究者关注。围绕极地冰盖、山地冰川体积研究概况,较系统地总结分析研究冰川体积变化的方法,主要包括传统测量方法、统计公式法、冰川地形测量法和遥感监测法,现代冰川体积变化的研究也由传统的实地测量、统计公式法等向遥感监测研究发展,并分析各方法在主要冰川类型中的应用情况。借助遥感手段监测冰川动态变化可有效解决高寒山区资料受限的问题,成为冰川学发展的重要趋势。     

用热敏电阻测量多年冻土地温——加拿大能源、矿产、资源部地热组使用的热敏电阻简介

多年冻土研究中了解多年冻土厚度和温度的主要手段是进行钻孔测温。有许多种温度传感器,如水银温度计、热电偶,电阻温度计、石英晶体温度计和二极管等可用于钻孔温度测量。对一定条件、一定精度的测温,上述每一种都有其自己的适用性。但对大量的深孔测温而言,热敏电阻最为理想。 热敏电阻与金属电阻温度计比较有如下的优点。     

冰川径流温度及其响应机制研究进展

在冰冻圈地区,受到积雪和冰川融水的影响,径流表现出独特的热状况,形成特有的冷水生态系统.由于大气和河流内部过程之间强烈的耦合和高敏感度,河水温度作为生态系统的重要驱动因素在冰川流域表现得尤为显著.通过对冰川径流温度特征、影响因素和热量机制响应等方面的国内外研究现状进行综述,发现冰川径流温度具有温度低、时空变化显著的特征;冰川径流温度影响因素主要有4个方面:水-气界面的热量传输、水-河道及河岸界面热量传输、径流组成、气候变化及人类活动;冰川径流热量机制的响应在河水物理化学性质方面表现为河流水质参数以及热量水分循环的影响,在河流水生生态系统方面表现为水生生态系统的分布和结构随冰川径流温度的变化而变化,且一旦超过某个阈值后,这种变化不可逆.     

冰川活动层温度状况的传热学分析——以祁连山羊龙河5号冰川为例

一般认为,冰川表面15—20米一层受外界气候因素的影响,存在以年为周期的温度波动,称为活动层。活动层的温度状况直接反映冰川存在的气候条件,同时又是研究冰川内部温度状况的入门。活动层底部的温度(年变动幅度在0.2℃以内)可以作为表达冰川发育的水热条件和冰川物理性质的一个指标。这一层活跃着频繁的热交换过程。在表层以辐射、传导、对流和相变的方式同外界进行热交换。在内部除传导外,融化、融水渗浸和再冻结作用活跃,有时起主导作用。表面的升(积累)降(消融、沉陷)、冰体运动和地热流的存在对活动层的温度状况也有一定的影响。     

冰川沉积物成因确定的一种新方法

冰川沉积物的成因鉴定一直存在争论,尤其是体现在讨论第四纪冰川沉积物的成因确定问题方面,传统地质学从冰川沉积物的沉积学和地貌学特征方面来讨论其成因受到了挑战,本文试图从沉积砾石中寻找与冰川成因直接相关的应用信息,进而提出用砾石的声发射应力测量法确定其冰川成因的新认识,首先对现代冰川砾石进行声发射应力测量,将此测量值丙与 石所受的实际铅直应力值比较,研究显示二者对应很好,说明冰川砾石是能够记忆上覆冰层所造成的应力,其次,无争议的第四纪冰川砾石亦具有对应的应力记录,最后讨论了有争议的庐山地区第本四冰川沉积,研     

我国冰川的温度

冰川温度是冰川的一项物理状态指标,反映冰川发育的水热条件和冰川的运动条件。现今的冰川温度状况是过去和现在许多因素作用的结果。冰川表面的热量平衡、积累和消融、融水的活动、冰川的运动以及地热流的作用都对冰川温度场产生影响。我国冰川工作者自1959年首次进行观测,至今已经积累起一批数据,为研究我国冰川的物理     

水文模型在估算冰川径流研究中的应用现状

冰川径流估算是气候变化风险评估和水资源可持续管理的重要内容.冰川径流估算方法主要包括:直接观测法、冰川物质平衡法、水量平衡方程法、水化学示踪法和水文模型法.本文首先对五种方法的应用情况进行简要总结,进而重点阐述水文模型法在估算冰川径流研究中的应用现状.水文模型法是冰川径流估算研究中使用最频繁的方法,使用方式主要包括耦合冰川模块和开发新的冰川水文模型.冰川水文模型中的消融算法主要包括温度指数模型(度日因子法)、修正的温度指数模型、能量平衡模型.受当前观测条件限制,修正的温度指数模型兼顾能量平衡模型和温度指数模型的优势而成为冰川水文模型中最流行的方法.随着学科的发展进步,能量平衡模型与水文模型的耦合将会成为未来的研究重点,发展大尺度分布式冰川水文模型是冰川水文学的未来发展方向之一.     

山地冰川流动模型探讨

近30 a来冰川动力学模型有了快速发展, 在南极、 格林兰冰盖预测中取得一系列重要成果, 对山地冰川的研究也初见端倪. 从冰川流动的力学过程出发, 利用本构方程、 理想冰川假设、 浅冰层近似(Shallow ice approximation)假设完整地推导了理想冰川流动的物理过程, 揭示了冰川流动的机理, 建立了气候变化和冰川自身重力引起的理想冰川物质和能量再分配的温度耦合三维流动模型. 结合山地冰川的冰床形态, 将理想冰川与实际冰川相结合, 使理想冰川流动模型更好地近似山地冰川的流动.     

喀喇昆仑山区的冰川运动速度测量

冰川源头的冰雪每年按一定的速度朝冰舌方向运动,这种运动具有特殊规律,它是冰川存在和发育的主要机制。因此进行冰川运动速度测量,取得精确数据,在冰川研究领域里就显得非常重要。