天山奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑化学特征及环境意义

2004~2007年在天山奎屯河哈希勒根51号冰川采集3个雪坑样品。运用相关分析、海盐示踪法等方法,对化学要素的季节变化特征及主要阴阳离子来源进行分析研究。结果表明,雪坑中不溶粉尘和主要化学离子具有明显的季节变化特征;春季期间降雪中粉尘浓度明显高于其他季节。主要离子的浓度在沙尘季节也明显高于非沙尘季节。雪坑中Ca²⁺是主要阳离子,SO₄^2-是主要阴离子。除NO₃^-外,雪坑中其他离子浓度之间均存在较好正相关。表明冰川区主要受中亚地区沙尘活动影响;同时雪坑中的离子(尤其是Na⁺)除陆源矿物粉尘之外,一定程度源于海洋源。     

近45年来托木尔峰青冰滩72号冰川变化特征

基于天山托木尔峰青冰滩72号冰川2008年高精度差分GPS测量资料,2009年末端重复测量数据以及1964年地形图,通过对比研究近45 a来该冰川的变化特征,结果表明:1964~2009年,青冰滩72号冰川末端退缩1 852 m,年均后退41 m,由此造成面积减少约为1.53 km²,年均减少0.03 km²;1964~2008年,冰舌平均减薄9.59±6 m,年均减薄约0.22±0.14 m,冰储量亏损达14.1±8.8×10^-3 km³(12.7±7.9×10^-3 km³ w.e.)。与天山其它区域典型监测冰川相比,青冰滩72号冰川消融强烈,是区域气候、末端海拔、冰川类型、表碛覆盖等因素综合影响的结果。     

北极Svalbard群岛Longyearbyen地区雪坑主要阴、阳离子特征研究

北极Ｓｖａｌｂａｒｄ群岛Ｌｏｎｇｙｅａｒｂｙｅｎ地区３条冰川８个雪坑样品的分析结果表明,该地区冰川表层雪中海盐离子Ｃｌ－和Ｎａ＋占主导地位,其浓度远高于其它离子,而陆源Ｃａ２＋在雪坑秋季污化层中浓度远远高于其它层位,可作为雪坑定年中秋季层位的标志。在季节变化上,海盐离子和ＳＯ２－４、ＮＯ－３在春季和夏季表现为高值,这与冬春季节北大西洋风暴和中纬度人类污染物远距离传输到北极有关,也与夏季局地海洋性气团、大气中氧化作用、光电作用和清除速率有关。同全球的边远地区格陵兰、南极和青藏高原比较,Ｌｏｎｇｙｅａｒｂｙｅｎ地区雪中离子浓度水平较高,特别是海盐离子浓度远高于其它地区。     

中国典型季风海洋性冰川区雪坑环境记录分析

白水1号冰川是亚欧大陆纬度位置最低的冰川,冰川区90%的降水主要受季风气候影响。运用多种方法对该区雪坑化学的季节性特征分析表明,2006年5月7日采集的两雪坑主要是2005年夏季风期和2005~2006年度非夏季风期的积雪积累;夏季风期积雪中远源物质主要是随季风环流而来的海盐气溶胶及其沿途工、农业区的污染物质,非夏季风期主要是源自印度塔尔沙漠以及中亚和西亚地区的粉尘;季风期和非季风期(2005~2006年度)间积雪化学特征存在较大差异;两雪坑季风期间积雪化学特征的不同主要反映了不同海拔消融强度和淋溶过程的差异,非季风期间的不同主要反映了局地环境的影响,特别是山谷风携带的地壳物质的影响。     

天山托木尔峰南坡地区旅游发展模式及路径创新研究

天山托木尔峰南坡地区主要包括阿克苏地区和阿拉尔市,该区旅游资源丰富,是"新疆天山"世界自然遗产的重要支撑,但缺乏统筹天山旅游要素的总体模式和旅游发展具体路径,旅游产业发展缓慢。通过旅游资源调查与评价,基于文献及实地调研数据,分析了该区旅游产业基础和存在的问题,认为该区应以自然生态旅游为主题,采取国家公园组织模式,围绕自驾游设计旅游产品。提出创建"天山托木尔峰国家公园",构建户外游憩、自然猎奇、美学体验等户外自驾游产品群,配置自驾游服务产业体系,开拓自驾游和户外旅游市场,创新旅游发展机制与体制,引导社区参与旅游发展等具体路径。     

天山地区大气降水氧同位素的影响因素及其对西风环流变化的指示意义

利用全球降水同位素观测网（GNIP）提供的乌鲁木齐大气降水氧同位素（δ¹⁸O_p）观测数据（1986-2003年）,结合和田δ¹⁸O_p数据及天山冰芯δ¹⁸O记录,分析了天山地区δ¹⁸O_p在年内和年际尺度上的变化特征,及其与主要气候要素（温度和降水量）的关系。结果表明,年内尺度上,δ¹⁸O_p与月均温和月降水量均为显著正相关,表现出明显的“温度效应”;年际尺度上,加权平均年δ¹⁸O_p与年均温度却呈现负相关关系,与降水量仍为正相关。近40~50年的天山地区4支冰芯的δ¹⁸O具有整体偏负的变化趋势,与研究区逐步升高的温度呈反向变化,说明在年际至年代际尺度上,这一区域δ¹⁸O_p与温度之间的负相关关系是客观存在的。进一步对研究区水汽来源路径的对比分析发现：δ¹⁸O_p值偏负的高温年份（1997年）的暖季水汽相对更多来源于远源的高纬度区域,而δ¹⁸O_p值偏正的低温年份（1988年）则相对更多来自近源的中、低纬度区域;同时,研究区上风方向的欧亚大陆14个GNIP站点1997年和1988年的暖季加权平均δ¹⁸O_p值存在高纬度区域偏负而中、低纬度区域偏正的特征;这些结果说明年际至年代际尺度上,天山地区δ¹⁸O_p与温度之间的负相关,本质上指示了西风环流南北摆动所引起的水汽来源变化,可以作为西风环流变化的指示器。     

东南极中山站–Dome A断面雪坑主要化学离子的时空变化研究

中国第35次南极考察队内陆考察期间在东南极中山站–Dome A断面沿线采集了4个雪坑,利用火山标志层确定了Dome A地区雪坑年层序列(1962—2018年).雪坑离子浓度时空的分析表明,沿海地区Cl–和Na+浓度受海洋来源影响相对较高,Cl–/Na+比值从沿海到内陆逐渐增加,表明Cl–除海盐源外存在其他来源或受到挥发...     

天山乌鲁木齐河源1号冰川大气气溶胶和新雪中可溶性离子关系研究

在2007年4月、8月和10月三个时段内,分昼夜采集了23个气溶胶样品和7个新降雪样品,对样品中的可溶性离子进行了分析。结果表明,乌鲁木齐河源1号冰川(以下简称1号冰川)春、夏、秋三个季节气溶胶平均载量为86.22 neq/m³,分析显示1号冰川存在NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄气溶胶,并有少量NH₄NO₃气溶胶存在。气溶胶和新雪样品中可溶性离子成分变化趋势相似,气溶胶浓度升高,新雪样品的浓度也会有所升高,反之亦然。气溶胶和新雪中Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-、K⁺的相关性很好,说明雪中这些离子的浓度基本能反映大气中的状况;对气相和颗粒相并存的NH₄⁺和NO₃^-来说,雪中的离子浓度和大气中的离子浓度不相关。     

表层雪中稳定同位素季节变化及其与水汽输送的关系——以天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区为例

根据2002年9月至2005年12月在天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区采集的表层雪样品,揭示了该区表层雪中δ<'18>O值的季节变化特征,讨论了水汽输送对降水中δ<'18>O值变化的影响.研究表明,天山乌鲁木齐河源1号冰川表层雪中δ<'18>O值季节变化显著,变幅可达12.59‰左右,其变化趋势和气温的变化趋势基本一致,...     

北极Svalbard群岛雪坑及河流主要离子特征

报道了2007年北极Svalbard群岛Longyearbyen地区2处雪坑样品和8个河流样品中主要阴、阳离子浓度。对比该地区1996年雪坑样品离子浓度发现,2007年雪坑中离子浓度普遍降低,该地区河流水化学受陆源离子影响为主,主要是河流流经裸露基岩过程中对岩石的侵蚀作用造成的。     

中国天山西部季节性森林积雪物理特性

积雪特殊的物理特性对冰雪水文过程、积雪生态系统、不同尺度的气候系统有重要影响。目前对林下积雪物理特性缺乏系统性研究,因此对天山雪岭云杉林下季节性积雪深度、沉降速率、密度和含水率进行观测分析。结果表明：林下积雪深度小于开阔地;林下积雪沉降速率和新雪密实化率小于开阔地,且稳定期沉降速率小于融雪期。稳定期林下积雪密度小于开阔地,林下雪层密度最大值位于中粒雪层,开阔地则位于粗粒雪层;融雪期则全层密度趋于一致。稳定期林下雪层含水率随深度递减,开阔地雪层最大值出现粗粒雪层;融雪期雪层汗水峰值出现在细粒雪层,新雪层最小,林下雪层由细粒雪层到深霜层始终呈减小趋势,开阔地雪层由细粒雪层至中粒雪层逐渐减小,粗粒雪层至深霜层逐渐增大;稳定期雪层含水率日变化随深度的递减逐渐减小,开阔地大于林下;开阔地的新雪层和细粒雪层含水率的日变化大于林下,粗粒雪层到深霜层则小于林下。     

60-year changes and mechanisms of Urumqi Glacier No. 1 in the eastern Tianshan of China,Central Asia

Worldwide examination of glacier change is based on detailed observations from only a small number of glaciers. The ground-based detailed individual glacier monitoring is of strong need and extremely important in both regional and global scales. A long-term integrated multi-level monitoring has been carried out on Urumqi Glacier No. 1 (UG1) at the headwaters of the Urumqi River in the eastern Tianshan Mountains of Central Asia since 1959 by the Tianshan Glaciological Station, Chinese Acamedey of Sciences (CAS), and the glaciological datasets promise to be the best in China. The boundaries of all glacier zones moved up, resulting in a shrunk accumulation area. The stratigraphy features of the snowpack on the glacier were found to be significantly altered by climate warming. Mass balances of UG1 show accelerated mass loss since 1960, which were attributed to three mechanisms. The glacier has been contracting at an accelerated rate since 1962, resulting in a total reduction of 0.37 km² or 19.3% from 1962 to 2018. Glacier runoff measured at the UG1 hydrometeorological station demonstrates a significant increase from 1959 to 2018 with a large interannual fluctuation, which is inversely correlated with the glacier's mass balance. This study analyzes on the changes in glacier zones, mass balance, area and length, and streamflow in the nival glacial catchment over the past 60 years. It provides critical insight into the processes and mechanisms of glacier recession in response to climate change. The results are not only representative of those glaciers in the Tianshan mountains, but also for the continental-type throughout the world. The direct observation data form an essential basis for evaluating mountain glacier changes and the impact of glacier shrinkage on water resources in the interior drainage rivers within the vast arid and semi-arid land in northwestern China as well as Central Asia.     

天山奎屯河哈希勒根51号冰川变化监测结果分析

哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡,即奎屯河上游支流哈希勒根河源区。1999年8月,在该冰川上布设了用于冰川变化观测研究的测杆18根;同时,在冰川外围测定了2个基本控制点和3个冰川末端变化观测控制点,运用GPS和全站仪等观测技术及测杆实测等方法,对该冰川进行了末端和运动速度变化的首次观测。嗣后,每年的8月底～9月初进行了重复观测;并在2000年和2006年对该冰川进行了测量制图。通过实测资料分析并对比20世纪60年代冰川状况,结果表明:42年来冰川末端累计退缩了84.51 m,其中,1964-1999年间退缩了49.00 m,年平均退缩量为1.40 m/a;1999-2006年间退缩了35.51 m,年平均退缩量5.07m/a。冰川面积减少了0.123 km~2或8.3%,其中,1964-2000年间减少了0.083 km~2;2000-2006年间减少了0.040 km~2。明显地反映出冰川末端退缩加剧和冰川面积减少增大的趋势。冰川年平均运动速度在1.53～3.05 m/a之间,并有逐年减小的趋势。     

天山1号冰川旅游资源可持续利用初探

文章在分析1号冰川旅游资源禀赋，客源市场特征和发展旅游业优，劣势的基础上，着重考虑旅游基础设施建设，旅游活动以及其它生产，生活行为可能对冰川地的自然环境，生态环境，景观美学质量等产生的负面效应，并进行相应的旅游环境影响评价，由此提出1号冰川旅游资源可持续利用策略。     

天山东部冰川积雪中大气粉尘的沉积特征

对我国天山东部三个研究点乌鲁木齐河源1号冰川、奎屯哈希勒根51号冰川和哈密庙尔沟平顶冰川积雪中大气粉尘沉积进行了分析研究。微粒特征分析表明,自西向东随着研究点地理环境的变化,积雪中不溶微粒的质量浓度、沉积通量和体积粒径分布众数都表现出增高趋势：奎屯哈希勒根51号冰川最小,乌鲁木齐河源1号冰川次之,哈密庙尔沟平顶冰川最大;三个研究点粒径0．57〈d〈26μm微粒的平均质量浓度分别是969μg／kg、1442μg／kg、3690μg／kg,年均沉积通量分别是58．2μg／cm^2、72．1μg／cm^2、73．8μg／cm^2。表明,哈密冰川受粉尘源影响较大．而乌鲁木齐河源与奎屯河源区受影响则相对较小。雪坑微粒浓度剖面和离子相关性分析表明,天山东部冰川积雪中污化层富含亚洲粉尘的富Ca^2＋、Na^2＋矿物;微粒体积一粒径分布众数介于3-22μm．粒径分布显示了单结构模式。研究区最近4年积雪的污化层剖面揭示了春季零星的粉尘浓度峰值以及沉积数量上较大的年际变化,意味着天山东部雪冰中粉尘沉积对大气环境变化的敏感性。     

新疆精(河)-伊(宁)铁路沿线雪害形成机制及其防治工程措施

天山西部的降雪丰富,伊犁河流域年最大雪深普遍超过60crn,中国科学院天山积雪与雪崩研究站和伊犁的最大雪深分别高达152crn和89cm。因此,天山西部山区风吹雪和雪崩灾害较多,严重影响着当地的交通安全。新疆精(河)-伊(宁)铁路经过的缓坡丘陵区是风吹雪灾害多发区,崇山峻岭区是雪崩灾害多发区。通过对铁路沿线的气象要素进行分析与推算,结果表明,该地区的最大风速平均值14．0m／s,30a-遇的最大风速与最大积雪深度分别为20．3m／S和160cm;平均冬季降水量153．2mm,为风吹雪灾害的发生提供了物质与动力条件。在风吹雪多发区,风吹雪的主要危害类型是路堑型风吹雪沉积,其次为低路堤型风吹雪沉积等。经过野外考察和室内分析,基本上查清了精(河)一伊(宁)铁路沿线风吹雪的发生与分布规律,并且针对性地提出了铁路在雪害多发区的设计原则和雪害防治方法。认为路堤防风吹雪的适宜高度为200～1500cm,路堤若低于200cm,路面上易发生风吹雪沉积;若路堤的边坡较陡,则路面上不易发生风吹雪沉积;路堑边坡的角度越小,路堑越深,路堑走向与主导风向的夹角越小,风吹雪沉积越不易发生;风吹雪的防治应以防风吹雪走廊和下导风板为主,并辅以侧导板、挡雪墙等工程。精-伊铁路雪崩灾害主要发生在崇山峻岭区,主要类型为坡面雪崩和坡面沟槽雪崩。阳坡雪崩多发生在降雪季节,雪崩危害相对较少;阴坡积雪不易融化,雪崩危害大。阴坡雪崩在整个冬季从开始下雪直到次年春季积雪融化以前都可发生,危害时期长。在雪崩灾害的多发区,铁路选线时明线工程最好能选在阳坡,永久性建筑物或设施要尽量避开沟槽雪崩的运动区和堆积区;铁路线横穿河流处,桥梁的桥墩和铁路延伸线一定要避开沟槽雪崩的运动区和堆积区,尽量选在两雪崩之间的山梁或山脊处,隧道出入口也要选在突出的山嘴或山梁等正地貌部位。在其他条件允许的情况下,线路应尽量向坡面的上部抬升。精一伊铁路沿线雪崩灾害治理原则：在所有的隧道出入口,隧道再向外延伸3m,上方再修建导雪堤,可保隧道口的安全;在工程建设过程中,要求尽量少地破坏铁路两侧的植被,特别是树林和灌木。     

Hydrological processes of glacier and snow melting and runoff in the Urumqi River source region,eastern Tianshan Mountains,China

Hydrological processes were compared, with and without the influence of precipitation on discharge, to identify the differences between glacierized and non-glacierized catchments in the Urumqi River source region, on the northern slope of the eastern Tianshan Mountains, during the melting season (May-September) in 2011. The study was based on hydrological data observed at 10-min intervals, meteorological data observed at 15-min intervals, and glacier melting and snow observations from the Empty Cirque, Zongkong, and Urumqi Glacier No.1 gauging stations. The results indicated that the discharge differed markedly among the three gauging stations. The daily discharge was more than the nightly discharge at the Glacier No.1 gauging station, which contrasted with the patterns observed at the Zongkong and Empty Cirque gauging stations. There was a clear daily variation in the discharge at the three gauging stations, with differences in the magnitude and duration of the peak discharge. When precipitation was not considered, the time-lags between the maximum discharge and the highest temperature were 1-3 h, 10-16 h, and 5-11 h at the Glacier No.1, Empty Cirque, and Zongkong gauging stations, respectively. When precipitation was taken into consideration, the corresponding time-lags were 0-1 h, 13 h, and 6-7 h, respectively. Therefore, the duration from the generation of discharge to confluence was the shortest in the glacierized catchment and the longest in the catchment where was mainly covered by snow. It was also shown that the hydrological process from the generation of discharge to confluence shortened when precipitation was considered. The factors influencing changes in the discharge among the three gauging stations were different. For Glacier No.1 station, the discharge was mainly controlled by heat conditions in the glacierized region, and the discharge displayed an accelerated growth when the temperature exceeded 5°C in the melt season. It was found that the englacial and subglacial drainage channel of Glacier No.1 had become simpler during the past 20 years. Its weaker retardance and storage of glacier melting water resulted in rapid discharge confluence. It was also shown that the discharge curve and the time-lag between the maximum discharge and the highest temperature could be used to reveal the evolution of the drainage system and the process of glacier and snow melting at different levels of glacier coverage.     

中亚天山山区冰雪变化及其对区域水资源的影响

冰川和积雪是构成山区固体水库的主体,对区域水资源稳定性具有调节功能,但深受气候变化的影响。以中亚天山为研究区域,基于长时间序列的观测数据,分别从冰川、积雪、水储量、径流等方面进行分析,并选取阿克苏河、开都河及乌鲁木齐河3个典型流域,研究天山山区冰雪变化对流域水资源的影响。结果表明：① 冰川退缩速率与面积的函数关系为f（x） = -0.53×x^-0.15 （R² = 0.42,RMSE = 0.086）,说明小型冰川对气候变化的响应更为敏感。同时,中低海拔区域的冰川退缩速率大于高海拔区域;② 2003-2015年天山山区水储量的递减速率为-0.7±1.53 cm/a,天山中部区域的递减速率最大,这一结果与该区域冰川急剧退缩相吻合;③ 近半个多世纪以来,冰雪融水径流增加是这3个典型流域径流量增加的主要原因,其中阿克苏河增幅最大（达0.4×10⁸ m³/a）。但自20世纪90年代中期以来,3个流域的径流量都呈减少趋势,与流域内冰川面积减少、厚度变薄及平衡线海拔升高的关系密切。研究结果揭示了气候变化驱动下的山区固态水体储量变化对流域水资源的影响机制,以期为流域水资源管理提供有价值的决策参考。