我国高山冰川的雪冰化学研究

冰川化学又称雪冰化学,主要研究降落在冰川积累区的大气固态降水。广义的冰川化学研究,包括海冰、河冰、积雪、冻土地下埋藏冰等。冰或雪不是绝对纯净的物质,在其晶粒间含有各种不同的化学物质,研究冰川冰雪中化学元素和氢氧同位素含量、分布规律及特征,又可提供环境污染信息及冰川形成时的某些气候特征。我国的高山冰川化学,有些单位在60年代开展过一些研究,但仅限于喜马拉雅山脉的希夏邦马峰(章申等,1982)和珠穆朗玛峰两地区的冰川(章申,1979;章申等,1973,1975,1980),分析误差较大。1979年随着野外高山冰川考察事业迅速开展,冰川化学研究在阿尔泰山喀纳斯冰川(王平等,1982,1983;王平,1983)、天山托木尔峰西琼台兰冰     

冰川冰地球化学测量

一、问题的提出我们在青海南部高寒山区进行区域化探异常追踪评价过程中,发现不少化探异常与冰川在空间位置上都有着密切的关系.有的异常(特别是与斑岩铜矿有关的异常),由于其规模较大,往往有一部分被冰川覆盖.如纳日贡玛,它是三江成矿带东北端一个大型斑岩铜钼矿床.从该区冰碛测量结果表明,Cu、Mo异常有部分被现代冰川所覆盖,反映了冰斗南侧仍有Cu、Mo矿化体存在,但已接近边缘.外围元素Pb、Zn、Ag、Mn等已在冰川北部出现.类似的情况还有陆日格、众根涌.有的甚至异常主要部分亦被冰川覆盖,如君乃涌Ⅰ号异常带就是.该异常带是由十多个元素组成的多元素异常;从综合异常图(图件均从略-编者)可见,Cu、Mo、Sn及其他元素异常等值线都在北部向冰川开着口(未封闭),而且愈近冰川,异常强度愈高,高温成矿元素异常仅     

青藏高原东南部冰川雪冰重金属元素特征

雪冰可以很好地记录大气重金属元素的含量水平。基于2015年6月在青藏高原东南部（藏东南）地区采集的4条冰川的雪坑和表层雪冰样品,分析并讨论了雪冰重金属元素特征。结果显示,Pb、Cd等重金属元素含量与高原其他地区雪冰中一致,含量总体较低,显著低于天山和阿尔卑斯山雪冰中Pb和Cd含量,与格陵兰地区雪冰Pb和Cd含量大致相当,但显著高于南极地区雪冰中Pb和Cd含量,这表明藏东南雪冰中元素含量仍代表全球背景地区大气环境状况。元素富集因子结果显示,Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Mo、Sn等发生强烈富集（EFs>10）,而以地壳源为主的元素如Fe、Ti、Mn、Th等则富集较弱。主成分分析表明,不同重金属元素的污染来源存在差异;结合后向气团轨迹分析,推断藏东南地区雪冰元素含量不可避免地受到南亚地区人类活动排放污染物的显著影响。目前,藏东南地区冰川呈显著退缩状态,强烈的冰川消融可释放大量的重金属元素进入河流,可能对下游地区的人类生产生活以及生态系统产生重要影响。     

西大滩煤矿冰川区冰川冰、雪和河水的阳离子特征

西大滩煤矿冰川区冰、雪和河水的阳离子分析表明，随海拔升高，阳离子浓度减小。在雪坑剖面的污化层位，离子出现高值，在洁净层出现低值，表现出明显的季节变化特征。降雪过程中，初期离子浓度较高，以后逐渐降低，到一定时段则达到稳定。     

唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究

度日模型通过正积温将冰雪消融和气温有效的联系到一起,模型中的关键参数是度日因子,即为正积温对应时段内的消融量.根据唐古拉山冬克玛底冰川2008年的实测资料,计算得到夏季消融期内冰川上的度日因子,并分析其空间变化规律.雪度日因子平均值为8.5mm.℃-1.d-1,大冬克玛底冰川雪冰混融度日因子和冰度日因子从海拔5330～5520m分别为4.5～9.6mm.℃-1.d-1和8.7～11.6mm.℃-1.d-1;小冬克玛底雪冰混融度日因子和冰度日因子从海拔5460～5710m分别为4.4～14.6mm.℃-1.d-1和9.9～16.1mm.℃-1.d-1.度日因子随海拔升高而递增,可能是随海拔增加,温度降低而太阳辐射增强所致.局地气候,地形等其它因素也使得度日因子在空间上的分布存在差异.     

南极伊利莎白公主地50 m雪芯雪冰化学研究

利用1996/1997年度中国首次南极内陆冰盖考察获得的50 m雪芯雪冰化学资料, 对南极伊利莎白公主地250 a来的雪冰化学特征进行了初步研究. 结果表明, 3种海盐离子(Cl -, Na+ 和Mg2+)的变化趋势表现出惊人的相似性, 除个别年份出现高值外, 变化均较为平缓, 总体上呈现出略微上升趋势;Ca2+和K+的变化更为平缓, 总体变化趋势很不明显; 变化最为剧烈的是NO-3, NH+4和SO2-4, NO-3和NH+4的变化趋势极为相似, 除变化幅度大外, 总体变化趋势都表现出较为明显的上升趋势, SO2-4最为明显的变化特征是记录了过去250 a来的16次火山活动.     

乌鲁木齐河源1号冰川雪-冰界面含氮离子迁移研究

冰川积累区雪-冰界面附近的化学物质迁移对冰芯记录的形成具有重要意义,为讨论主要含氮离子在这一界面的迁移,本研究基于2004年11月至2006年3月在天山乌鲁木齐河源1号冰川连续采集的64组雪冰样品分析了NO3与NH4+的变化情况.结果表明,雪层底部干季(11月至翌年3月)含氮离子浓度的平均值高于湿季(4-10月)的,而...     

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.     

祁连山区雪冰反照率变化及其对冰川物质平衡的影响

雪冰反照率能够改变冰川表面能量收支平衡,是影响冰川消融的重要因素之一。利用祁连山地区冰川面积矢量数据、MODIS逐日积雪反照率、气温和降水以及冰川物质平衡等数据,探讨了祁连山典型冰川区雪冰反照率特征及其对冰川物质平衡的影响。结果表明：祁连山地区冰川多年平均反照率为0.532,冰川区面积大小与其多年平均反照率之间呈显著正相关（R²=0.16,P<0.05,N=91）,即冰川面积缩减1 km²,对应的平均反照率下降0.0025。祁连山老虎沟12号冰川反照率在夏季有明显的海拔效应,且强于其他时段,达到0.047?（100m）^-1。典型冰川年均物质平衡量与冰川表面夏季（6—8月）平均反照率之间存在显著的正相关关系,老虎沟12号冰川和七一冰川决定系数R²分别达到了0.48（P<0.05）和0.66（P <0.05）。冰川表面夏季平均反照率这一指标能够较好地衡量青藏高原北部祁连山地区冰川物质平衡的变化。     

乌鲁木齐河源1号冰川不同时期雪层剖面及成冰带对比研究

对20世纪60年代、80年代和21世纪初天山乌鲁木齐河源1号冰川(以下简称1号冰川)雪层剖面特征、成冰带的对比分析研究,发现自20世纪60年代以来,1号冰川雪层剖面厚度明显减薄,结构变得简单,各层界限变得模糊.成冰带类型及其分布发生了明显变化,60年代存在于冷气候条件下的冷渗浸带,80年代被渗浸带所替代.21世纪初,1号冰川成冰带变化更为显著,尤其是东支,顶部已具有消融带特征.研究表明,20世纪80年代以来河源区气候变暖是导致上述变化的主要原因.     

黄河源区阿尼玛卿山耶和龙冰川表层雪化学组成

2005年9月底, 在黄河源区阿尼玛卿山耶和龙冰川随海拔变化采集89个雪样, 分析了微粒和主要可溶无机离子(Na , K , Mg2 , Ca2 , NH 4, Cl-, NO-3, SO2-4)浓度以及δ18 O, 研究了各种物理化学指标在冰川中的时空分布特征. 结果表明: 大多数样品中主要阴、 阳离子当量摩尔浓度顺序为: NO-3>SO2-4>Cl-;Ca2 >NH 4>Na >Mg2 >K , 碳酸盐类物质是化学离子主要来源. 各种主要可溶离子有着明显的季节变化过程. 但由于融化再凝结过程, 不是所有离子在污化层浓度最大. 在所采样区域的表层雪中化学离子没有明显变化趋势, 指示局地物质的输入有限. 受降水量效应影响, 暖季δ18 O值低, 冷季高. 样品中, 9种离子被分为: 1)Ca2 , Mg2 和HCO-3～CO2-3;2)NH 4, SO2-4和Cl-;3)NO-3;4)Na , K 四个群组.     

中国西部冰川冰尘中重金属元素的地球化学特征

对中国西部4条冰川冰尘的粒度、总有机碳含量和10种重金属元素(Sc、V、Cr、Ni、Cu、Co、As、Pb、Cd和Zn)进行了分析,探讨了冰尘中重金属元素的分布特征和富集情况以及重金属元素与粒径、黏土含量和总有机碳含量之间的相关关系。结果表明,冰尘的粒径范围介于0.69~995.6μm之间,平均粒径大于20μm,总的重金属含量在七一冰川最高,其值为(507.61±22.53)mg/kg,木扎尔特冰川最低,其值为(40.06±12.42)mg/kg。冰尘中各重金属元素含量与粒径呈反相关关系,说明粒径越小,重金属元素含量越高;各重金属元素含量与总有机碳和黏土含量呈正相关关系,但相关性不显著,说明冰尘中含量较低的黏土和总有机碳对重金属元素的吸附能力较弱。富集因子表明,除木扎尔特冰川中Cd的富集系数大于10之外,其他元素的富集系数都在1附近,说明冰尘中的重金属元素主要来自岩石风化物和土壤粉尘。     

离子色谱法测定冰川雪冰样品中阴离子含量不确定度评定

雪冰内化学成分的记录为全球变化的各个方面,如气候变化、生物地球化学循环、人类活动、地质和宇宙事件等诸多科学命题的研究提供了直接或间接依据,这些化学成分记录主要包括雪冰内的稳定氢氧同位素、重金属、微粒、气溶胶、黑炭、离子等.雪冰内的离子化学成分的研究在冰川雪冰化学研究中具有重要的地位.为了更为准确地反映冰川雪冰内的记录信...     

中国地理学会冰川冻土分会决定设立“雪冰冻土优秀奖”

中国地理学会冰川冻土分会为了促进和繁荣我国的雪冰冻土科学事业,决定设立“雪冰冻土优秀奖”,以奖励在冰川学(广义)、冻土学和低温环境科学研究中作出显著贡献的科学工作者和组织工作者,并于今年开始评定。学会已发出通知,要求各地团体会员和个人会员推荐“雪冰冻土优秀奖”候选人名单。 “雪冰冻土优秀奖”共分五种:(一)优秀基础理论奖;(二)优秀技术发明(或服务)奖;(三)优秀     

雪冰中铁的研究进展

铁是地壳中丰度较高的元素之一,然而在全球海洋中却存在大面积缺铁的"高营养盐,低叶绿素"（HNLC）海域,因此海洋中铁是一种相对缺乏的元素。铁可以通过影响浮游植物对碳的固定,降低大气CO2的浓度,进而影响到全球气候变化。因此在近几十年来,铁循环是目前地球科学领域的研究热点。冰冻圈作为全球铁循环的重要组成部分之一,其中冰川、冰盖、积雪、冰山与海冰等是其主体,其不仅可以记录大气沉降铁,同时又能向海洋中输送铁,是全球铁循环的重要环节。本文对极地和青藏高原雪冰中铁的历史变化规律及气候意义进行了综述,总结了雪冰中大气沉降铁的现状及存在的问题,归纳了雪冰中铁的实验室分析方法。针对该领域目前研究上的空白和热点,对雪冰中铁的未来发展发向和需要重点关注的部分进行了展望。     

冰川冰内及冰下水系研究综述

冰内及冰下水系的形成与演化具有时空变化性,对冰川汇水储水及径流过程产生影响,与之紧密联系的冰下水文过程(水力状况)与冰川运动、冰川侵蚀及冰川洪水形成等过程息息相关。冰内及冰下水系空间结构和形态复杂,且不同于一般喀斯特水文系统,具有明显的季节变化性,其空间分布和水力状况会因外界水体输入(降水和冰雪融水)的变化而改变。冰内及冰下水系的变化通过影响汇流对冰川融水的径流过程产生影响,冰川区一些溃决洪水事件的发生与冰内及冰下蓄水的突然释放有很大关系。冰川蓄排水还通过改变冰下水力条件来影响冰川运动,反之冰川运动不仅影响蓄排水过程的转换效率,且通过改变冰川消融强度(冰体向下游消融区输送速率的变化)影响冰川排水系统的空间分布范围。在气候变暖及冰川变化的背景下,研究冰内冰下水系演化的时空特征及其影响具有重要科学意义。综述了目前国内外针对冰川冰内及冰下水系相关研究的进展及主要成果,并对该领域的研究前景进行了展望。     

青藏高原北部冰川雪中细菌多样性的研究

通过细菌的分离培养和16S rDNA序列分析的方法,对青藏高原的小冬克玛底冰川、玉珠峰冰川和煤矿冰川雪中的可培养细菌数量和多样件进行了研究.结果表明:小冬克玛底冰川、玉珠峰冰川和煤矿冰川雪中的可培养细菌数量依次为18.54,35.52和58.07 CFU·mL-1.恢复出的细菌具有丰富的多样性,隶属于Bacteroidetes,Actinobacteria,Firmicutes和α,β,γ-Proteobacteria等6个类群.与青藏高原、南北极冰雪中微生物的比较分析发现Agrococcus,Zoogloea和Pedobacter属细菌是玉珠峰冰川和煤矿冰川的特殊微生物类群.     

青藏高原冰川表层雪中低分子有机酸的化学特征及来源分析

偏远地区雪冰中的化学组成在一定程度上可以反映当地的大气环境状况。为揭示青藏高原冰川表层雪中低分子有机酸的特征、探讨其可能来源及对降水酸度的贡献,进一步理解偏远地区酸沉降的形成机制,本研究基于2021年5至6月在青藏高原的五条冰川：阿尔金、扎子沟、七一、煤矿和玉珠峰采集的28个表层新雪样,分析了雪样中低分子有机酸的含量和组成特征。结果表明：研究区表层雪中的甲酸、乙酸和草酸的浓度范围分别为90.2～225.2 ng·mL^-1、54.6～277.8 ng·mL^-1和46.1～474.0 ng·mL^-1,除煤矿冰川外,雪样中有机酸总浓度相对较高。根据亨利定律和理想气体方程对有机酸的来源进行分析,表明阿尔金、扎子沟和煤矿冰川地区表层雪中的有机酸均主要来源于大气中不饱和碳氢化物的氧化反应等间接来源,而玉珠峰和七一冰川地区表层雪中的有机酸则主要来源于植物、土壤、生物质和化石燃料燃烧以及人类活动直接排放。在本研究中,甲酸、乙酸和草酸之间高度相关(相关系数介于0.73～0.97之间),表明它们可能均来自生物质燃烧。在有机酸的降水酸度贡献分...     

日本雪冰学界一瞥

去年十月,我们应日本雪冰学会邀请,出席了该学会秋季大会,会后参观访问了日本雪冰研究机构。对于日本雪冰学机构多,队伍大,技术先进,基础宏厚,后继有人,兴旺发达有着深刻印象。 我们主要参观访问的有: 1.北海道大学低温科学研究所。这是我国冰雪冻土工作者熟悉的一个世界知名的冰雪研究机构,该所出版的《低温科学》(物理篇)早就为我国广大研究人员所喜爱。1966年,为纪念该所创立25周年,曾召开低温科学国际会议,出版《雪冰物理》论文集。现任所长黑岩大助教授为国际雪冰委员会付委员长,该所以寒冷地区各种自然现     

雪冰中汞的研究进展

汞是具有特殊物理化学性质的重金属元素,其较强的挥发性使之能够参与全球尺度传输,汞的高毒性又能对人类和高等生物体产生极大危害,因而汞是一种全球性污染物,在近几十年来备受科学界的关注.汞的全球生物地球化学循环演化规律是目前环境科学领域的研究热点.冰冻圈是地球系统的关键组成部分之一,是各圈层相互作用的重要环节;而雪冰是冰冻圈的主体,是环境和气候记录的良好载体之一.对南极、北极和中低纬高海拔冰川现代雪冰和冰芯中汞的季节变化、空间差异以及历史变化的研究成果进行了综述,总结了北极和亚北极地区汞的雪/气界面过程研究,归纳了汞的实验室检测手段和方法.针对该领域目前研究上的空白和热点,分别对利用冰芯高分辨率和长时间序列记录重建工业革命以来汞的变化历史(特别在青藏高原)、中低纬冰川区汞的雪/气界面过程、雪冰中汞的同位素分析等进行了展望.