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.     

乌鲁木齐河源1号冰川夏季积雪中δ18O的时空变化

利用实测资料分析了乌鲁木齐河源1号冰川东支表层和浅层粒雪中δ18O的变化, δ18O与温度的关系以及消融和蒸发对粒雪中δ18O的影响. 分析表明: 乌鲁木齐河源1号冰川无高度效应, 受消融的影响, 且有时出现反高度效应; 消融和蒸发的结果使得来自同一降水的表面粒雪易发生稳定同位素的富集, 下伏层中δ18O的变化受上覆雪层中消融水的影响. 采样期间发现, 不同时段采样系列中的δ18O与降雪初始平均温度存在一定程度的正相关关系. δ18O/温度梯度随采样时间的滞后逐渐变小.     

乌鲁木齐河源1号冰川积累区表面雪层演化成冰过程的观测研究

根据天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区海拔4 130 m处28个月,每周1次的连续雪层剖面观测,分析研究了雪层厚度、雪层中的污化层、冰片和各种粒雪随时间的演变过程.结果表明:雪层中各种要素的演变受水热条件的影响而呈现明显的季节特征.根据温度、融水渗浸程度及雪层剖面的变化程度,我们将其分成冬季稳定期、夏季剧变期和春秋季波动期分别进行了分析.此外,还对雪层年限与年成冰量等进行了专门讨论.     

新疆北部地区季节性积雪密度变化特征分析

选取新疆北部地区季节性积雪期的定点站和典型区域,应用北疆20个气象站点观测资料和使用便携式测雪仪(Snow Fork),在不同地域、不同雪层和不同时间进行观测与测量,并且在积雪稳定期中的一次降雪过程对新雪密度变化过程中影响它的诸多因子进行观测,对新疆北部地区冬季季节性积雪密度变化特征进行的观测和分析.结果表明:雪面辐射热量和雪层内温度梯度对积雪密度起主要作用,变化主要是通过雪层内深霜和粗粒雪层的温度减小而实现的;在隆冬期全层积雪密度最大的为深霜层,入春2月下旬回暖期以后,由于雪层含水率的增加,季节性积雪密度最大层则为粒雪层.     

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。     

青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川春季表面温度空间变化特征及其影响因素北大核心CSCD

通过对2013年春季在青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川上取得的冰川表面温度资料的分析,研究了该冰川表面温度空间变化特征及其影响因素.结果表明:该冰川表面(粒雪)温度在晴天时较多云或阴雪天时偏低,这可能与晴天时冰川表面吸收的部分热量用于粒雪消融而不是粒雪层升温有关;晴天时该冰川表面温度随海拔的升高而降低,其递减率值为0.58℃·(100m)-1,较自由大气的气温递减率值略偏低;晴天时,冰川表层粒雪层厚度对其表面温度具有重要的影响,二者之间呈显著的正相关关系,并且粒雪层厚度每增加10cm,其冰川表面温度会升高约0.46℃.结合青藏高原其他冰川表面温度的观测结果,揭示出当冰川表面存在消融时其表面温度日变化幅度较小,一般只有几度.     

雪层内太阳的穿透辐射

雪层内太阳辐射能量的分布遵循朗伯定律。对于粒雪,当短波辐射的波长为0.4—1.1μ时,吸收系数的绝对值介于0.297—0.457cm~(-1)之间。不同的消光观测资料说明,吸收系数对于波长、雪深以及入射辐射强度具有选择性。此外,短波入射辐射强度值的86％左右将被0—5cm表层所吸收,仅约14％可以透入深层。穿透有效深度约20cm。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川雪坑中pH值和电导率的季节变化及淋溶过程

自2002年9月14日至2004年9月28日,在天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区雪坑中连续观测取样,频率为1次/周。对表层雪样品和粒雪坑样品的pH值和电导率进行了分析。结果表明,表层雪的pH值和电导率具有明显的季节变化趋势,与本区域的主导山谷风风向NE和ENE密切相关。在春季,由于尘暴发生频率的增加,表层雪的pH值呈现较强碱性,电导率达到最大值;在冬季,由于原生气溶胶向次生气溶胶的转化,pH值呈现较弱碱性,电导率达到最小值。在后沉积过程中（2003年10月4日至2004年9月8日）,雪坑中不同时期的pH值和电导率呈现不同的季节变化特征和淋溶过程。电导率的峰值P1进入粒雪冰的时间比与它相对应的大粒径（直径>10 μm）微粒的浓度峰值提前40天左右;在有的雪坑中,pH值和电导率的峰值出现在污化层附近,与污化层的位置有较好的一致性,说明污化层对可溶性离子的淋溶作用可能有一定的影响。相关分析表明,Ca2+是影响表层雪中pH值和电导率变化的最主要离子。     

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。     

中国天山乌鲁木齐河源1号冰川的热量平衡研究(摘要)(英文)

中国西部天山乌鲁木齐河源1号冰川上的消融和热量平衡研究是在冰川消融区中部海拔高度3895m的平坦雪面上进行的。观测场中的粒雪由两个不同层次的清洁粒雪和包含来自沙漠地区尘暴的污化粒雪所组成。当下部污化层在表层出露时,冰川自然表面的反射率则产生急剧的变化。当反射率从0.67降低至0.52时,相应的吸收辐射量将随之增加47％。根据1983年7月5日至25日的观测资料,对具有代表性的各天气情势下的热量平衡各组成分量的计算表明,在热量收入部分中,净辐射供热占71.6％5.40MJ/m~2·d),感热供热占28.4%(2.15MJ/m~2·d)。在热量支出部分中,消融耗热占94.8％(-6.79MJ/m~2·d),潜热占5.0％(-0.36MJ/m~2·d),其余0.2％(-0.013MJ/m~2·d)的热量用于冰雪层中的热传导。以热量耗散形式出现的潜热意味着蒸发抑制了凝结作用。这是因为该区相对的低温和较低的湿度的缘故。在夏季,尽管平均日总量为0.013g/cm~2的蒸发在年物质平衡中所造成的物质亏损似乎是不太重要的,然而它却是制约该区冰川分布的重要因子。     

2000-2013年木孜塔格冰鳞川冰川粒雪线高度变化研究

以祁连山七一冰川为例, 基于Landsat TM/ETM+数据建立了通过单波段(近红外波段)阈值法提取雪线的方法, 并结合观测数据进行了验证. 将此方法应用到2000-2013年木孜塔格冰鳞川冰川粒雪线高度变化的估算中, 结合茫崖气象站暖季气温(9、7、8月份的平均气温)和6-8月降水量数据, 探索粒雪线高度与气温、降水量之间的关系. 结果表明: 单波段阈值法可较为准确地估计冰川的雪线位置, 2000-2013年冰鳞川冰川粒雪线高度呈波动变化, 在2006年达到最大值(海拔5 678 m). 气温升高是冰鳞川冰川粒雪线高度变化的主导因素, 气温上升1 ℃可导致粒雪线高度升高约83 m.     

2008年夏季北冰洋海冰表面积雪特征初步分析

运用中国第三次北极考察期间观测的积雪资料, 分析了夏季北冰洋中心海域海冰表面积雪的空间分布特征. 结果表明: 积雪在垂直分布上呈现6种粒雪状态, 表层到底层依次为新降雪、风板、冰片、深霜、冻结状粗雪和渗浸冻结冰层, 积雪表面常被新降雪或厚度为2～3 cm的风板所覆盖. 考察区域积雪的平均密度为(304.01±29.00)kg·m^-3, 表层密度略低于次表层, 遵循雪的密实化原理. 积雪厚度, 雪水当量和新降雪皆具有由南向北递减的空间分布特征, 表明在海冰消融末期, 积雪的气候态分布主要是由降水量的多少决定的, 积雪的消融和蒸发并非海冰表面积雪评估需考虑的首要因素. 雪温随深度的增加而增加, 具有明显的垂直梯度, 观测区积雪表面的平均温度为(-2.01～±0.96)℃, 比海冰/积雪界面的温度高得多.     

Influence of climatic teleconnections on the temporal isotopic variability as recorded in a firn core from the coastal Dronning Maud Land,East Antarctica

Ice and firn core studies provide one of the most valuable tools for understanding the past climate change. In order to evaluate the temporal isotopic variability recorded in ice and its relevance to environmental changes, stable isotopes of oxygen and hydrogen were studied in a firn core from coastal Dronning Maud Land, East Antarctica. The annual δ ¹⁸O profile of the core shows a close relation to the El Niño Southern Oscillation (ENSO) variability. The ENSO indices show significant correlation with the surface air temperatures and δ ¹⁸O values of this region during the austral summer season and support an additional influence related to the Southern Annular Mode (SAM). The correlation between the combined ENSO-SAM index and the summer δ ¹⁸O record seems to have been caused through an atmospheric mechanism. Snow accumulation in this region illustrates a decreasing trend with opposite relationships with δ ¹⁸O data and surface air temperature prior and subsequent to the year 1997. A reorganization of the local water cycle is further indicated by the deuterium excess data showing a shift around 1997, consistent with a change in evaporation conditions. The present study thus illustrates the utility of ice-core studies in the reconstruction of past climate change and suggests possible influence of climatic teleconnections on the snow accumulation rates and isotopic profiles of snow in the coastal regions of east Antarctica.     

典型海洋型冰川区消融期雪坑层位演变及离子沉积后过程初探

2006年4—7月,在玉龙雪山白水1号冰川消融区(P1)和积累区(P2)分别开挖雪坑连进行续观测,分析了海洋型冰川在消融期雪坑内各层位的物理变化以及各离子的沉积后过程.结果表明:海洋型冰川区雪坑的消融速率远大于大陆型冰川;随着消融的进行,雪坑中各种粒雪成分逐渐向粗粒雪转化,同时冰片数量增多以及含水层加厚,并且向雪坑底部移动.雪坑消融可以分为雪坑内部的细粒雪、中粒雪向粗粒雪转变,雪坑厚度变化不大以及雪坑厚度的快速变薄两个过程,P2处两消融过程转变时间比P1处大约推迟两个月.根据各种离子在P1处雪坑剖面的浓度变化,白水1号冰川积累区的淋溶序列为:K+SO42-NO3-Cl-Ca2+Mg2+Na+.由于海洋型冰川的消融期也是它的积累期,该序列中各离子的顺序不仅反映了融水淋溶作用的影响,同时反映了物质输入对雪坑内离子浓度变化的影响.     

慕士塔格冰芯降水记录及其对冰川水资源的气候意义

2003年在东帕米尔慕士塔格冰川海拔7010 m处钻取了的一支长41.6 m的冰芯,从中恢复了1955年以来的积累量.结果表明:自20世纪70年代以来,冰川积累量持续减少,特别近年来积累量呈加速减小趋势;平均而言,20世纪90年代后期至2003年平均积累量只有20世纪60年代冰川积累量的一半.重建的慕士塔格地区冰川物质平衡近20 a来亏损严重,主要是由近年来慕士塔格高山区降水的减小和温度的升高共同作用引起的.对主要以冰川融水为补给的塔里木河流域上游山区而言,短期冰川融水的增加会调节河流径流,而当冰川得不到足够的降水补充时,冰川的退化必然影响到下游的河流径流.     

A giant avalanche on K2 mount,Karakorum

On September 16th, 1986, an ice avalanche from a hanging glacier near the K2 peak at 7800 m asl, Karakorum, triggered a massive avalanche of ice and snow. Ice and snow, impacting on the path, formed a dust cloud at the advancing tip. Grounding on the firn basin surface, ice and snow broke into fine powder and covered the whole basin. Fine powder of the dust cloud rose up to 500–600 m and drifted 4–5 km away. On the basis of field observations and measurements, topography and weather, conditions of the avalanche formation are analyzed. Judging by the data obtained, the avalanche was extremely large, its vertical descend being 2500 m, the maximum motion speed 124 m/s, volume of the avalanche mass 2 × 10⁵ m³ to 10⁷ m³, and impact pressure, as the avalanche grounded, 2.3 × 10⁶ Pa. It could have been one of the largest avalanches ever recorded, causing danger for mountaineering and expedition activities in this area.     

东南极冰盖中山站－DOme A断面路线考察的初步结果

1996年以来，中国国家南极考察队连续3次进行了南极冰盖内陆考察，最远点距海岸1100km,海拔3900米，沿考察路线对冰盖表面地形，表面雪层特征，雪积累速率，冰体厚度和运动速度等进行现场观测，采集0．6－3．3米深度雪坑样品，在4个地点钻取50－100m，深度冰芯5支，部分资料和样品的初步分析表明，由于研究区域毗邻Lambert冰川和格罗夫山，冰面地形较多起伏，中段很大区域坡面朝向Lambert冰川，自中山站向内陆460km积累速率为46－210kg.m^-2.a^-1(相当于12－60厘米厚度雪层），表面1米深度雪的密度为350－450kg/m^-3，雪变成冰的深度（密度达830kg.m^-3)在几个冰芯钻取地点大约为60米，说明研究区域内雪的变质过程基本相同，300km处50米冰芯初步分析显示，过去几十年积累速率和温度均呈上升趋势，这虽然与南极地区其他针点的结果相一致，但却和毗邻的Lambert冰川西侧研究结果相反。