黄河冰盖厚度演变数学模型

以物理机制和数学推导为基础,建立了黄河初始冰盖形成后冰盖厚度演变计算的数学模型.利用实测资料率定模型参数,可以应用于黄河不同河段冰盖厚度的计算和预报.     

青藏高原有无大冰盖之争的现状

青藏高原有无大冰盖之争始于２０世纪初，至今已达８０余年。争论包括有无覆盖整个高原的大冰盖和有无局部小冰盖，以及它的形成年代，对便于气候变化的影响，可分为三个阶段：２０世纪初至４０年代，以少数西方探险家为主，论据不足，难于形讨论；从５０年代至７０年代，以中国学者为主的没有大冰盖论占绝对优势；８０年代至今中外学者众多、文献数百篇，是大争论的高潮，预示不久的将来，争论将逐渐平息，出现新的青藏高原科研热，     

格陵兰北部北极冰盖变薄的证据

1987和1976年两次观测的结果比较,发现了冰盖平均厚度明显变薄的证据。这个变薄量相当于在300000km~2的范围内冰的体积减少了15％以上。这些人们以前认为厚度稳定不变的冰盖区如此大的变化表明,更系统地监测北极冰盖的厚度变化来确定是否存在类似的年际变化是非常重要的。     

南极冰盖GLIMMER模式移动边界试验研究

利用欧洲冰盖比较计划(EISMINT)的移动边界条件EISMINT-1测试集,通过三维有限差分南极冰盖GLIMMER模式,采用浅冰近似计算了一个定义在方形冰盖积分区域的流场特征量,研究了冰盖在大尺度长时间序列条件下对气候变化的反馈,考察了稳定态下冰盖演化的周期性行为.试验表明:GLIMMER模式在EISMINT-1移动边界条件下可以模拟出气候强迫下的冰盖演化趋势,在长时间尺度上可以刻画出气候变化的反馈机制.同时,对南极冰盖数值模拟面临的问题、GLIMMER模式以及EISMINT冰盖比较计划的内容和框架做了说明,对EISMINT比较计划目前的发展状况和遇到的问题做了分析,并且对GLIMMER模式下一步的研究方向做了一些探讨.     

全球海面变化的两极冰盖模型

在Clark等(1976)提出的在粘弹性地球上全球海面变化的数值模型和笔者(1992)提出的一极冰盖质点模型的基础上,考虑冰盖在两极的实际分布,建立两极冰盖质点分布的数理模型。计算结果表明,一极模型中海面变化的的极值区在S极,而两极模型中海面变化极值区在南半球的中纬度地区。     

青藏高原第四纪大陆冰盖形成的野外证据

青藏高原第四纪大陆冰盖形成的各种各样冰川遗迹,分布十分广泛。是重建和研究古大陆冰盖最有力的证据。目前发现和比较肯定的冰蚀遗迹有:冰蚀平原、冰蚀丘陵、U形谷、冰蚀洼地、冰盆、冰阶、冰笕、冰坡和基岩鼓丘等。冰碛遗迹主要有:块砾碛、鳍碛(新类型)、漂砾碛(新类型)、冰水砂砾岩、和冰碛丘陵、冰台及侧碛堤等。从大陆冰盖遗迹分布连续和普遍发育,证明青藏高原在第四纪时期曾形成连绵一片的统一的大陆冰盖。大陆冰盖形成的时期为早更新世,形成时的古雪线的海拔高度最多在2000m左右,冰川类型属于海洋性统一大陆冰川。     

渠道热量交换与冰盖表面温度的计算分析

为了精确计算预测南水北调中线工程冬季输水的冰情,进而确保冬季干渠安全定时定量输水,对热量交换计算和冰盖表面温度两个方面进行了分析,提出了通过强迫边界条件法求冰盖的表面温度.通过模拟表明,准确的气象资料、准确的冰盖表面温度的计算对渠道冰盖厚度的变化过程极其重要,将对渠道冰期输水的控制运行研究有重要意义.     

青藏高原第四纪大陆冰盖对高原隆升的影响

本文依据在青藏高原存在第四纪大陆冰盖的基础上,给定了3个不同厚度的冰盖,应用弹性板模式模拟计算了大陆冰盖消融前后的地壳均衡过程。计算结果表明,由大陆冰盖消融可能引起的高原隆升最大不超过700m。因此,就整个高原的隆升幅度来说可忽略其影响。但由于冰川消融前后高原负荷发生了变化,导致了隆升速度的相应变化,因而引起地表侵蚀强弱程度的不同及其它一些地质现象是不能忽视的。     

青藏高原大冰盖假说的提出与扬弃

M.Kuhle自20世纪80年代,提出青藏高原冰期发育大冰盖假说,连续发表20多篇文章,喧闹一时,吸引很多人注意,一批中国学者首先反对,不少欧、美、日等国学者专程为此问题上高原考察,结果均持异议。1991年第13届INQUA大会前后,很多学者参加的横贯青藏高原考察,未能看到冰盖假说的任何实证。IGCP计划253项为此问题设立的成问题冰盖工作组,工作组组长N.Rutter专文评论M.Kuhle假说中的许多错误,认为绝大多数学者均拒绝接受冰盖论,但M.Kuhle仍坚持其原先论点。现在可以说在科学讨论中大冰盖假说实际上被扬弃了     

末次盛冰期气候模拟及青藏高原冰盖的可能影响

在国际古气候模拟比较计划设定的边界条件下(其中包括:海洋表面温度、陆地冰盖、CO2浓度、地球轨道参数等变化),本文汇报了利用中国科学院大气物理研究所的9层全球大气环流格点模式对末次盛冰期气候进行数值模拟的研究成果。结果表明:末次盛冰期全球年平均温度比现在低5.3℃,降雨量下降9%,其中大陆年平均降水量仅为目前的71%。通过与其他模式模拟结果和重建古气候资料的对比表明,该模式捕捉到了末次盛冰期干、冷的冰期气候特征。在此基础上,我们根据刘东生等的科研成果,初步探讨了青藏高原在末次盛冰期倘若存在一定范围的冰盖,那么该冰盖会对东亚区域古气候模拟结果产生怎样的冲击。     

冰盖下矩形河道的综合糙率

综合糙率是采用曼宁公式确定河道水位和流量关系的关键参数。在河道冰封期,冰盖的出现增加了流动的阻力,明流条件下确定的综合糙率不再适用,需要重新估算。基于Einstein阻力划分过流断面的原理,冰盖下矩形河道的过水断面可划分为冰盖区、河床区和边壁区。根据总流的连续性方程,在确定各分区糙率系数、水力半径和断面面积的基础上,提出了冰盖下矩形河道综合糙率的计算公式。采用已有的试验水槽测量数据和天然河道实测资料对公式进行了验证,结果表明:公式计算的综合糙率与实测值吻合较好,与Einstein公式和Sabaneev公式相比,计算精度更高;对于冰封水流,宽浅河道采用分区水深代替水力半径进行简化计算的条件有别于明渠水流,在宽深比大于20时,计算结果才满足精度要求。     

被动大陆边缘形成的拆离模式

拆离引起拉伸的固有不对称性导致了共扼型的且具明显差异的被动陆缘。上板块陆缘组成深部拆离之上的地壳。下板块陆缘组成拆离底板，已被断开的上板块残余覆盖。这些陆缘有独特的结构样式、构造类型、隆起－沉降轨迹和热历史。被动陆缘上构造类型的多样性通过同时作用于与水平韧性剪切带和剪切带之下热岩石圈韧性拉伸作用有关的拆离断层上的五个模式来预测。这些模式对被动陆缘上不可思议的构造和地貌特征──陆缘高地、外侧高地、未受构造作用的裂谷同期凹陷盆地及位于高地的断裂盆地作了解释。地壳均衡隆起－沉降历史的数字模型表明隆起－沉降特性的各种型式可用拆离几何学的变化和岩石圈拉伸作用的大小变化来解释。如果热软流圈异常隆起，就可预测有大量岩浆垫托作用。这种地幔派生的熔体的就位可引起有效的辅助隆起。上面板块边缘经受的热诱导隆起由于岩浆垫托作用而具持久性。这种隆起可能是邻接腹地中被动陆缘山脉形成的原因。陆缘高地的上升，或非常缓慢的沉降贯穿了整个拉伸历史，即使裂谷期后沉降到中等水平的深度。岩石圈在中地壳拆离之下扩张，但上板块很少拉伸。大西洋陆缘的沉降格式需要在渐进拉伸的拆离面下岩石圈上叠加一个拉张的板块。描述的共扼陆缘取材于塔斯曼海、大西洋和大南洋，     

冰期指数法模拟北半球冰盖演化的不确定性研究

IPCC第六次评估报告（AR6）显示,自20世纪起极地冰盖持续消融,全球海平面不断上升。目前对于地球冰盖未来的预测以及过去的演变历史尚不明确,而数值模拟能够提供一种有效的解决方案。在冰盖模拟研究中,冰期指数法可依据古气候代用指标将离散的气候强迫转化为连续的气候强迫,用于冰盖演变的瞬态模拟。基于该方法,利用2组（共6条）分别代表全球海平面和温度变化的代用指标,开展末次冰期旋回北半球冰盖的时空演变模拟研究,结果表明：(1)模拟的冰量演变特征受指数的变化趋势控制;(2)在指数变化特征（轨迹和变幅）相似时,千年尺度气候突变事件的存在会导致模拟的总冰量偏少;(3)在同一气候强迫下,不同指数模拟的最大冰盖范围受夏季0℃等温线的约束,同时指数的演变轨迹与变幅也会影响末次冰期盛冰期冰盖模拟的空间分布。因此,在利用冰期指数法开展冰盖瞬态模拟研究时,需根据关注的研究区域选取有代表性的指数并考虑古气候代用指标（即冰期指数）的不确定性对模拟结果的影响。