1980年冰川研究进展

从1967年起中断多年的乌鲁木齐河源的天山冰川观测站自1980年5月在1号冰川上恢复观测及试验工作。除常规的定期观测项目如冰川物质平衡、表面流速、冰川径流外,新增加的项目有:冰川积累区气温、风速、辐射,粒雪层温度及热流的遥测,使用轻便雷达勘探冰川厚度的试验,人工冰洞     

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     

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.     

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。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川冰体流变的现场观测与试验研究——人工冰洞研究之一

天山人工冰洞开掘在乌鲁木齐河源1号冰川西支末端(图1)。洞口高程3820米。有关冰洞开挖及最初的观测结果已作过简短报道。1982年冬季再次将冰洞整修后着重进行了冰体流变的现场观测与冰的蠕变试验。     

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。     

冰川消融对气候变化的响应——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

目前气候变暖导致的冰川退缩,引起了广泛关注.以新疆天山乌鲁木齐河源1号冰川为例,根据1959年以来的观测资料,研究了冰川消融对气候变化的响应.结果表明:近50 a来冰川在表面粒雪特征、成冰带、冰川温度、面积、厚度及末端位置等方面发生了显著变化,而这些变化均与气温的升高有着密切的联系;冰川的退缩自20世纪80年代后,尤其是近10 a来出现了加速趋势.其原因除夏季气温升高外,还有两个重要因素,一是冰川温度升高造成冷储的减少,二是冰川表面反射率下降导致辐射能量接收的增强.冰川物质平衡在1986年之前由气温和降水共同决定,之后主要受气温控制.     

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.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川人工冰洞初步观测

利用冰洞研究冰川内部特性的工作,早已为国外冰川学界所重视。自1942年以来,法、英、美、加拿大等国先后开展了内容广泛的冰洞研究,并取得了一批成果。 1980年10月,在施雅风教授及谢自楚、黄茂恒的倡导和支持下,我国第一个人工冰洞在天山乌鲁木齐河1号冰川开掘成功。笔者和王文悌、李纲、宋根海等参加了最初的观测研究工作。     

天山冰芯细菌多样性研究

以在天山乌鲁木齐河源1号冰川钻取的5.18 m长的浅冰芯为研究对象,对冰芯不同层面的微生物总数、可培养细菌数量和种类进行分析.发现天山1号冰芯微生物总数为103～105细胞·mL-1,可培养细菌数为0～300 cfu·mL-1,冰层中的微生物数量明显多于粒雪层,可能是淋溶作用使细菌移动并保存在冰层中;分离到的细菌分属于14个属,大部分与来自海洋和其它陆地冰川的细菌具有很高的同源性,不同的气泡冰层的细菌在数量和种类组成上都有较大的差异.其中Frigoribacterium、 Flavobacterium、 Arthrobacter为天山1号冰芯中的主要优势菌,Brevundimona、 Pseudomonas和Pedobacter为次要优势菌,并且Frigoribacterium和Flavobacterium在冰芯不同深度均有分布,其数量与冰层中可培养细菌数量变化相一致;Cohnella和unclassified_Paenibacillaceae所代表的属的细菌未在其它低温环境下发现,可能为天山冰川的地方种类.     

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.     

探地雷达在冰川厚度及冰下地形探测中的应用

探地雷达因其快速、准确、无损、高分辨率等优势而被广泛应用于冰川学领域。以天山托木尔峰青冰滩72号冰川为例,着重介绍了探地雷达在冰川厚度及冰下地形探测中的应用。通过对雷达图像的处理和解译,获取了高精度的冰川厚度数据,恢复了冰下地形,计算了冰储量,并分析了冰川厚度变化对气候变化的响应。结果表明:冰舌厚度为0～148 m;冰储量为0.055 860 km3,折合成水为0.050 274 km3。近50年来,该冰川呈现强烈消融,与冰川区气温快速上升有直接关系,雷达探测为研究此响应机制提供了定量化的科学依据。     

天山博格达峰地区四工河4号冰川雷达测厚与冰储量估算

2009年7月对天山博格达峰地区的四工河4号冰川进行了雷达测厚工作,获取了该冰川的厚度分布状况.基于该冰川的厚度数据,在GIS技术的支持下,采用Co-Kriging插值方法结合理想塑性体理论对冰川非测厚区域的厚度进行了重建,绘制出了冰川厚度等值线图并对冰川冰储量进行了计算.结果表明:冰体最大厚度出现于海拔3 775 m...     

祁连山老虎沟12号冰川冰内结构特征分析

利用探地雷达(Ground Penetration Radar,GPR)调查冰川冰内结构和冰层厚度是一种监测冰川变化常用手段.应用麦克斯维(Maxwell)方程的二维时域有限差分(FDTD)方法,通过将模拟图像与老虎沟12号冰川的实测图像的对比,分析了雷达剖面中的几种反射特征,如冰裂隙、融洞、暖冰等.对比结果表明,GP...     

天山乌鲁木齐河源1号冰川底部应变和应力的观测研究——人工冰洞研究之二

天山乌鲁木齐河源1号冰川人工冰洞研究的基本情况和主要结果,前已发表。这里着重介绍洞壁应变观测,分析其应变规律,进而估算其应力状态,深入探讨该冰川内部的流动特征。一、测点布置与观测方法如图1所示,在冰洞靠近冰川中心一侧的洞壁,一共布置了16个应变观测圆以观测其变形,16个应变观测圆组成6个观测断面,其中A、B、C和E、F断面分别由两个观测     

天山乌鲁木齐河源1号冰川东支顶部出现冰面湖

天山乌鲁木齐河源1号冰川(以下简称1号冰川)是天山冰川观测试验站进行长期观测试验的冰川之一,是国际冰川监测网中亚洲中部干旱半干旱区冰川的代表,一直为世界冰川监测服务处(WGMS)选定的全球十条代表性冰川之一.其基本观测资料被定期刊登在由国际水文协会雪冰委员会、联合国环境规划暑以及教科文组织(IAHS(ICSI)UNEPUNSCO)主办的数种资料报告上,被广泛推介于环境与全球变化研究,并曾为IPCC报告所引用.近年来天山冰川站加强了对雪冰转化物理化学过程的研究,在积累区开展全年度的观测取样工作.     

青藏高原冰川内部富含水冰层的发现及其环境意义

基于青藏高原昆仑山玉珠峰冰川Core 1冰芯钻取过程中所获得的相关资料,揭示出在该冰芯钻取点处的冰川内部34.34~34.64 m深度段存在一个富含水冰层,其未冻水(液态水)具有承压性质,水头高度至少可达到8.54 m. 该富含水冰层的存在不仅对冰川温度场带来了极大的影响,而且使该层中δ¹⁸O记录趋于均一化. 通过分析,揭示出该富含水冰层中可溶杂质离子浓度明显高于其上部冰层中的可溶杂质离子浓度,这是富含水冰层在形成初期其上部粒雪层融水下渗所引起的可溶杂质离子淋溶的结果. 同时,研究表明玉珠峰冰川粒雪中可溶杂质离子的优先淋溶顺序为NO₃^-> Mg²⁺> Na⁺> Cl^-> K⁺> SO₄^2-> Ca²⁺> NH₄⁺. 提出可利用最易淋溶离子的浓度与最不易淋溶离子的浓度之比值,来判断冰雪层中可溶杂质离子浓度峰值是否与淋溶有关. 结合青藏高原其他地点冰芯钻取过程中发现的富含水冰层状况,认为青藏高原冰川内部富含水冰层不是在整个冰川区域内呈层状分布,而是在冰川内部呈透镜状分布. 冰川内部富含水冰层的存在,表明其形成初期气候相对较暖. 最后,阐明了青藏高原冰川中富含水冰层的形成机理与演化过程,并预测了其潜在的灾害效应.     

天山乌鲁木齐河源一号冰川探地雷达测厚及其数据分析

探地雷达是一种利用电磁波的反射原理探测地下介质分布特征的地球物理勘探技术，在冰川研究中发挥了重要作用。在天山一号冰川上用探地雷达进行了探测，获得了能够清晰地分辨冰一岩界面的雷达剖面。根据这些雷达剖面读出冰厚值，再结合最新的冰川地形图，作出了天山一号冰川的冰厚等值线图和冰下地形图；并由天山一号冰川最新的表面积数据推算了冰储量。     

达索普冰川海拔7100m处气泡封闭过程研究

通过对希夏邦马峰北坡达索普冰川气泡形成过程的研究表明,随着深度增加,粒雪中开放气孔体积逐渐减小,但粒雪层仍保持良好的气体渗透性,直到粒雪一冰转变层位开放气孔完全与大气隔离,形成彼此分离的孤立气泡．显然,冰内气泡包裹气体与同层位的冰存在年龄差,只有在气孔完全封闭后,气泡封闭的深度亦不相同,但气泡封闭处对应的密度都大致相当,为079～0．83Mg·m－3．达索普冰川粒雪层中开放气孔在40～47m深度范围内快速封闭,在45m处有50％的气泡形成计算得出气泡中气体与同层位冰的年龄差为59a,同层位气泡中的气体所代表的主体年代分配范围为11a．     

南极纳拉海峡固定冰生长、结构、盐度和氧同位素组成

采用第19次中国南极科考采集的冰芯样品、数据,基于海冰的"冻结日"记录,使用海冰一维热力学模型来计算纳拉海峡固定冰的生长厚度.考虑气象条件以及冰情观测结果,将该模型的计算海冰厚度和实测厚度进行比较发现,在纳拉海峡存在着多年生长的海冰.对采集于南极洲中山站附近纳拉海峡的固定冰冰芯样品进行结构、盐度和稳定氧同位素(δ18O)分析,获取了海冰的结构和盐度剖面特征、冰芯雪冰、附加冰的含量、雪冰中的雪以及全部冰芯中雪所占的百分比.结果表明:样品冰芯具有典型的海冰特征结构,如柱状冰水平方向的C轴以及上部粒状冰层和下部柱状冰层结构特征,部分柱状冰中间存在着粒状冰夹层;盐度和δ18O剖面也显示了多年冰生长的证据.海冰的结构和氧同位素特征表明,纳拉海峡固定冰的生长主要受热力学过程控制,其结果和2000年1月至2003年2月人工冰情观测结果一致,观测中没有发现冰脊、叠置等动力过程.附加冰在冰芯中所占的比例平均为5.01%.使用不同的同位素标准来区分雪冰层,估计研究区域平均有多达16.4%～37.9%的雪冰,海冰粒状层中雪的部分约占全部冰厚度的0.8%～23.5%.