冰川作用区的温度及其特征

本文通过西昆仑山崇侧冰川区的观测资料。揭示了冰川区和非冰雪区气温的日变化,垂直和水平方向的摘变以及季节变化。结果表明,冰雪区气温的日变化小,而昼夜温差大,全天均为绝热稳定区。非冰雪区白天为绝热不稳定状态,夜晚存在逆温现象。接近冰雪区地带气温递减率较大。水平方向温差主要发生在冰雪区前缘地带。由此,提出了冰川区特有的现象——“冰川锋”,并给出了该地区作为青藏高原最冷区域之一的一些数值。     

博格达峰地区冰川和积雪变化遥感监测及影响因素分析

20世纪以来,随着全球气候变暖加剧,冰川和积雪普遍退缩,严重影响到人类的生存和社会经济的可持续发展,这一问题在我国西北干旱区的博格达峰地区及其周边地区尤为突出。以博格达峰地区为例,利用1990—2016年Landsat 5与Landsat 8遥感影像,对比分析归一化积雪指数（NDSI）、归一化冰雪指数（NDSII）、归一化主成分雪指数（NDPCSI）和缨帽转换湿度指数（WET）在博格达峰地区监测冰川和积雪的能力,同时结合研究区周边气温、降水数据和研究区地形数据,探讨博格达峰地区冰川和积雪面积变化与区域地形、气候间的响应关系。结果表明：（1） WET相对于NDSII、NDSI和NDPCSI精度值更高,可以替代NDSI、NDSII监测博格达峰地区冰川和积雪面积。（2） 博格达峰地区冰川和积雪面积呈持续退缩的趋势。1990—2016年,冰川和积雪面积减少率约20.07%,且年退缩率不断增加。（3） 高程、坡度和坡向对冰川和积雪面积变化的影响较显著,山地阴影对其影响较弱,气温的升高是冰雪面积减少的主要因素。     

中国季风温冰川区近代气候变化与冰川动态

通过对中国季风温冰川区的气候实测资料、冰芯记录、树木年轮指数和冰川进退记载等多种指标的综合分析,较详细地研究了400年以来本区气候与冰川变化。自17~19世纪小冰期的两个寒冷阶段以后,中国季风温冰川分布区气温普遍波动上升,与全球变暖的大背景一致, 大部分冰川正在后退,但降水量变化则比较复杂,达索普冰芯记录证明,本区西部的喜马拉雅山地区降水量表现为下降的趋势,与气温变化相反,而东部的横断山等地的降水则表现为上升的趋势,与气温变化同步,这主要是不同来源大气环流影响的结果。研究区主要盛行来源于印度洋的西南季风,此外,其东部还受来源于西太平洋东南季风的影响,西部受西风环流南支的影响,造成中国季风温冰川区东西部不均匀的降水分布和变化趋势。小冰期以后,我国的季风温冰川对气候变暖反应敏感,绝大部分冰川持续后退。20世纪80年代以来,后退速度加剧, 但后退幅度和规模因地而异。     

长江源区冰川对全球气候变化的响应

长江源区是青藏高原内部山地冰川集中分布的地区之一 ,其冰川储量都占长江流域冰川总量的一半以上。近几十年以来由于受全球气候变化的影响 ,长江源区气候呈暖干化的倾向 ,大多数冰川呈退缩状态 ,这对长江源区的生态环境产生深刻的影响 ,进而危及整个长江流域的生态安全。用英国Hadley气候预测与研究中心的GCM模型HADCM2预测长江源区未来的气候情景 ,结果显示在不同的实验条件下 ,气候都将由现在的暖干化趋势向暖湿化方向转变。通过建立长江源区对气候变化的响应模型 ,用来预测在未来气候情景下冰川变化的趋势 ,预计在本世纪的不同时期冰川零平衡线 (雪线 )将上升 16～ 5 0m。     

长江源区冰川对全球气候变化的响应

长江源区是青藏高原内部山地冰川集中分布的地区之一，其冰川储量都占长江流域冰川总量的一半以上。近几十年以来由于受全球气候变化的影响，长江源区气候呈暖干化的倾向，大多数冰川呈退缩状态，这对长江源区的生态环境产生深刻的影响，进而危及整个长江流域的生态安全。用英国Hadley气候预测与研究中心的GCM模型HADCM2预测长江源区未来的气候情景，结果显示在不同的实验条件下，气候都将由现在的暖干化趋势向暖湿化方向转变。通过建立长江源区对气候变化的响应模型，用来预测在未来气候情景下冰川变化的趋势，预计在本世纪的不同时期冰川零平衡线（雪线）将上升16－50m。     

基于无人机摄影测量的梅里雪山明永冰川末端表面高程动态监测

位于横断山区的梅里雪山地区,受地形与气候的影响,该地区光学遥感及微波遥感应用较为受限。论文基于大疆精灵4RTK无人机搭配中海达UBase,于2018年11月9日和2019年11月12日对梅里雪山地区明永冰川末端开展了2期摄影测量,估算冰川消融区表面高程变化,监测冰川动态变化。研究结果表明:冰川区表面形态在不同位置有显著差别,航测冰川区中下部大量表碛覆盖,有少量沿冰川主流线方向发育的裂隙;航测冰川区中上部表碛覆盖较少,大量横向裂隙发育。2018年11月至2019年11月,明永冰川末端表面高程平均变化-1.67 m。冰川表面高程变化空间分布差异显著,在航测冰川区上部高程差存在正负交替现象,航测冰川区中部以减薄为主,而航测冰川区下部以增厚为主。与高亚洲地区其他山系冰川变化对比,梅里雪山地区是冰川表面高程变化最显著的地区。     

纳木错流域冰雪消融特性研究及融水量估算

冰川积雪是寒区水资源的重要组成部分,在全球气候变暖背景下,进行寒区冰雪消融特性研究和融水量估算具有重要意义。以青藏高原纳木错流域为研究对象,采用2004—2013年MODIS数据对纳木错流域冰雪消融时空变异规律进行研究。结果表明:纳木错流域冰雪覆盖率年变化曲线呈"双峰型",7—8月冰雪消融最为剧烈,而2月和11月是季节性积雪的主要积累阶段;冰雪覆盖量在空间分布上差异明显,地势较高、坡度较陡、阴坡比例较大的流域东南侧年均冰雪覆盖率较大,而流域西北侧与之相反。为进一步探讨气温变化对冰雪消融的影响,选取研究区内典型冰川融水补给区域——曲嘎切流域2013年8月实测数据,建立气温与冰雪融水径流间函数关系,模拟结果显示两者呈指数相关(R2=0.7105),表明气候变暖、温度上升将引起寒区冰雪消融量的急剧增加。     

基于氢氧同位素和水化学的祁连山老虎沟冰川区径流过程分析

基于2012-2013年两个消融期在祁连山老虎沟冰川区连续2 a采集的冰川融水径流、雪冰以及降水样品,分析探讨了冰川区水体介质中氢氧同位素和水化学要素(主要化学离子、pH值、TDS和电导率等)在消融期的变化过程及特征。结果表明:祁连山老虎沟雪冰融水中的氢氧同位素值(δD和δ¹⁸O)表现出明显的消融期随月份波动,先升高再降低的趋势,在7月份表现出高值,反映了冰川消融强弱程度的变化过程。冰川径流中同位素含量与冰雪融水接近,且处于当地降水线上,其主要来自冰雪融水和降雨补给。老虎沟冰川融水径流水化学主要表现为Ca-Na-HCO₃-SO₄和Ca-Mg-HCO₃-SO₄型,其组成特征也表现出随消融过程而变化。对氢氧同位素和化学要素组成在消融期(6~9月)随时间的变化过程进行了分析,表明结合冰川区氢氧同位素和化学要素(包括化学离子、TDS、pH值和电导率等)的组成可以区分雪坑和新雪、河水的组分变化,可以反映冰川融水径流在消融期的变化过程。     

天山雪峰的震撼 托木尔冰川

托木尔峰海拔7435.3米,是天山最高峰。4000米以上的地区,即使在炎热的夏季,也是一派玉龙飞起、周天寒彻的冰雪世界。托峰地区是我国最大的现代冰川作用区之一,共有冰川829条,其中发育在我国境内的有509条;冰川总面积达2746平方公里,比两个祁连山冰川面积还大1.3倍,冰雪储量3500亿立方米,是中国冰川之最,比祁连山和珠穆朗玛峰地区冰雪储量的总和还大得多。托峰地区的冰川为亚大陆性冰川,这里长在10公里以上的冰川有20余条。最长的冰川是托木尔峰北部的汗腾格里冰川,它是世界八大山谷冰川之一,号称天下第一冰川,长60.8公里,横跨中、吉两国;另…     

冰川系统模理及其应用——以金沙江流域为例

全球气候变化带来了一系列的影响,冰川的生存与发展也受到了它的影响。目前,全球变化下冰川的变化是国际冰川学界的研究热点之一。中国是世界上冰川分布最广的中纬度国家,冰川是中国西部干旱地区的重要水资源,冰川的变化对中国环境有重大影响。冰川系统模型是一种基于冰川系统理论的水文学冰川变化预测模型,该模型从系统论的角度对全球变化的背景下冰川融水的变化进行宏观预测,充分利用已有的冰川数据资料对冰川的变化趋势做出总体预测。本文以金沙江流域冰川系统为例,根据流域内的自然环境特征将其分为河源区冰川系统和非河源区冰川系统两个并列的系统,利用冰川系统模型对其在不同的气候变化情景下的响应趋势作了预测,证实了模型的正确性和可行性。这一模型的研究成果对应对全球变化可能产生的影响有积极作用。     

南极中山站地区冰崩概况

本文是根据１９９４年在南极中山站首次使用数字触发地震仪测量的冰崩，研究南极中山站地区冰崩规律及其与自然环境（温度、风速等）的关系，这对于考察船在南极的安全航行以及科考人员的人身安全都有极为重要的意义；并且对于南极冰川、冰山、冰盖等方面的科学研究有参考价值。结果表明，１～９月份冰崩次数曲线呈口朝上抛物线型变化，１０～１２月冰崩次数急剧增加。冰崩曲线与月最低气温、最高气温、月平均气温三者的拟合曲线吻合得很好，即冰崩次数随气温持续上升而增加，风速与冰崩的关系却与此相反     

Distribution features of stable oxygen isotopes in the typical monsoon temperate-glacier region, Mountain Yulong in China

During the summers of 1999 and 2000, sampling was carried out in Mt. Yulong, for the investigation of the spatial distribution of oxygen stable isotope in the atmospheric glacial hydro system and similar results obtained in the two years have confirmed our conclusion. There is an evident negative correlation between stable isotopic composition and air temperature precipitation amount, suggesting that there exits a strong "precipitation amount effect" in this typical monsoon temperate glacier region. There are marked differences between the δ 18 O values in winter accumulated snow, glacial meltwater, summer precipitation and glacier feeding stream. Under the control of varied climatic conditions, spatial and temporal variations of above glacial hydro mediums are apparent. Isotopic depletion or fractionation and ionic changes had occurred during the phase change and transformation processes of snow ice, ice meltwater, flowing of runoff and contact with bedrock. The variation of stable isotope in a runoff can reflect not only its own flowing process but also its different feeding sources.     

1990-2020年间念青唐古拉山中段北坡边坝地区冰川变化及气候响应

念青唐古拉山作为青藏高原东南缘重要山古冰川分布区,受季风影响,各区域冰川变化特征差异明显。论文通过Landsat TM/ETM+/OLI资料、ASRTMGDEM与气象数据,采用比值—阈值法、目视解译和VOLTA模型,结合实地考察,对1990—2020年间念青唐古拉山中段北坡边坝地区现代冰川进退状况、面积变化、冰储量变化以及冰川变化对气候变化响应特征进行研究。结果表明：① 1990—2020年5条冰川(玉贡拉冰川、玛拉波冰川、祥格拉冰川、孔嘎冰川、贡日—庚东冰川)末端高程逐渐升高,面积和冰储量分别减少30.38 km²和4.64 km³,总体缩减并呈现加速趋势。② 冰川冰储量减少0.14~1.92 km³,总体变化率为0.40%·a^-1。2020年上述5条冰川储量占1990年冰川储量的比例分别为0.70、0.99、0.98、0.91和0.82,显示出冰川规模越大,在短时间尺度的变化量越小。③ 气象数据分析显示,1990—2020年研究区冰川变化受气温升高主导,平均气温变化率为0.51 ℃。水热组合呈现温度升高—降水减少,且在最后10 a日益显著,预测未来冰川变化仍受气温控制并呈加速退缩趋势。④ 区域对比研究表明,念青唐古拉山冰川面积变化总体呈退缩状态,但各区域冰川变化特征差异明显。同时,不同研究方法对同一冰川区冰储量模拟结果相差较大,相对误差范围为34.45%~115.49%,精确的冰储量可对比研究方法仍有待进一步研究。     

中国天山冰川生态服务功能及价值评估

山岳冰川是干旱区生态环境和社会经济可持续发展的物质基础和特色文化基础,具有独特且无法替代的生态服务功能,而目前对冰川调节生态环境和提供人类福祉等方面服务功能和价值估算研究很少。本文基于第一、二次冰川编目数据,分析中国天山冰川面积和冰储量变化特征;梳理并构建山岳冰川生态服务功能体系,结合单位面积服务功能价格法和当量因子法,评估中国天山冰川年生态服务价值。结果显示：① 1970-2010年间,中国天山冰川面积减少1274 km²,退缩了13.9%,年平均冰川储量减少约4.08×10⁹ m³。高海拔区（> 5200 m）冰川面积出现增加,可能是由于该区域降水增加对冰川积累的作用大于气温上升对冰川消融作用造成的。② 中国天山冰川年生态服务价值为602亿元,气候调节、水文调节和淡水资源供给价值分别占总价值的66.4%、21.6%和9.3%,水力发电的年均生态服务价值约为3.5亿元,其他类型的调节和服务功能价值约12.8亿元。③ 比较分析冰川、森林、草地和湿地生态系统不同服务价值所占总价值比例发现,淡水资源供给/实物生产和生态调节功能在生态系统中均占比例较大,冰川单位面积生态服务价值高于其他类生态系统。本文以期能提高冰川对人类福祉和维持生态环境等方面的认知,服务于冰冻圈生态安全、环境保护以及资源的可持续利用规划与管理。     

1990-2015年喜马拉雅山东段中国和不丹边境地区冰川变化研究

利用Landsat影像,EDM影像等数据资料,使用遥感图像处理及目视解译方法提取了喜马拉雅山东段中国与不丹边境地区冰川从1990—2015年4期边界,研究其与气温降水变化关系,并选取特定冰川,对其表面流速进行估算。研究表明：1990—2015年,该地区冰川退缩速率达0.43%·a^-1,并且冰川年退缩率逐渐增大,表明冰川消融速度逐渐加快。该时段内,气温呈现明显上升趋势,导致了冰川的快速消融。通过对冰川表面流速的估算,得出中国与不丹边境地区研究选取的冰前湖对冰川流速具有促进作用,加速冰川消融。     

一种新型冰川地貌——山岳冰川型蛇形丘

蛇形丘一般发育在大陆冰川地区,其成因主要是冰下隧道中冰融水流动携带的砂砾堆积填充而成,组成物质为砂砾。该文提出山岳冰川地区也有蛇形丘发育,并阐述其成因、组成物质结构、地理位置等与大陆冰川地区蛇形丘的不同。利用该类地貌的航空立体影像进行分析论证,为山岳冰川型蛇形丘的存在、成因、物质结构、地理位置提供依据。     

1990-2011年西昆仑峰区冰川变化的遥感监测

本文应用Landsat 5、7 TM、ETM+影像分析1990-2011年昆仑山西段昆仑峰区冰川变化特征,结果表明:1990-2011年冰川面积减少16.83 km²,退缩率仅为0.65%,冰川退缩趋势不明显。单条冰川变化有进有退,中峰冰川末端在2002-2004年以661 m/a的速率前进,初步判定为跃动冰川。1991-1998年,崇测冰川面积增加9.47 km²,冰川末端以200 m/a的速率前进,不排除有跃动冰川的可能性。尽管近年来全球气温普遍上升,大量冰川处于退缩状态,但统计已有研究结果发现近50年来青藏高原存在冰川长度、面积增加,冰川物质平衡为正的现象,表现出冰川对气候变化复杂的反馈机制。通过分析气象站点和冰芯资料,研究区周边地区气温上升、降水量缓慢增加可能是冰川微弱退缩的原因之一;增强的西风环流带来更多的降水、研究区以极大陆型大规模冰川为主,也可能是冰川退缩幅度较小的原因。     

Source of major anions and cations of snowpacks in Hailuogou No.1 glacier, Mt. Gongga and Baishui No.1 glacier, Mt. Yulong

Snowpacks samples were colleted from two glaciers: Baishui No.1 glacier and Hailuogou No.1 glacier in June, 2006. The method of sea-salt ions tracer, correlation analysis and trend analysis were used in this research in order to confirm the source of main ions, it is indicated that Na+ is mainly from marine moisture and other ions mainly originate from land dust. The non-marine source percent of Cl-, NO-3, SO2-4, K+, Ca2+ and Mg2+ is 52%, 99%, 100%, 98%, 99.9% and 83%, respectively, in Hailuogou No.1 glacier, while the corresponding value in Baishui No.1 glacier is 68%, 99%, 100%, 98%, 99% and 59%. The non-marine source of ions is from dust of Central Asia arid regions carried by westerly circulation and the plateau borne-areas with Qinghai-Tibet Plateau winter monsoon in two glacial areas. How-ever, the import of local dust in glacial area has made a great contribution to ions concentra-tion in Baishui No.1 glacier, which accounts for the reason why the ions concentration in Bai-shui No.1 glacier is much higher than that of Hailuogou No.1 glacier. It is obvious that the source of each ion is different between Hailuogou No.1 glacier and Baishui No.1 glacier. There are three reasons which can explain it: firstly, the difference in the internal environment of glacial area, such as lithology, mountain-valley wind system, topographical relief and so on; secondly, the influence exerted by ions elution in snowpacks section, and ions elution in Hailuogou No.1 glacier is very strong; and thirdly, the difference caused due to varying ions transporting styles, deposition modes, chemical characteristics and post-ions-deposition process.     

2003年与1999年楚科奇海海冰的差异及其发生原因

我国在1999年和2003年进行了两次北极考察,这两年海冰的冰情差别很大,分别对应冰情较重和较轻的年份。本文利用卫星遥感资料对1999年和2003年的海冰分布状况及其差异进行了全面的分析,并利用气温和风场资料深入研究形成这种差异的动力学原因。结果表明, 2003年的海冰冰情与1999年相比要轻很多,海冰面积在春季融冰季节和秋季冻结季节显著减小。2003年春季,来自白令海的海水提早半个月进入楚科奇海,导致海冰大范围融化。但是,到了夏季,海冰的面积减少过程停滞下来。而秋季楚科奇海封冻过程比1999年晚半个月。以上这些特征形成了2003年与1999年海冰的显著差异。研究结果表明, 2003年春季和秋季的气温比1999年要明显增高,最大月平均温差接近18°C,显著的高温为海冰融化的加剧和冻结的推迟提供了热量。直接影响海冰分布的是海面风场,两年风场的差异产生了来自白令海的太平洋入流的差异,对春季海冰融化的提前、夏季入流的减弱和秋季冻结过程的推迟起到关键的作用。季节性气象要素的年际差异可以归因于整个北极的AO系统变化, 2003年AO指数是正值, 1999年为负值,成为楚科奇海局地海冰变化的气候背景。     

近40a阿尔金山冰川与气候变化关系研究

以Landsat MSS/TM/ETM⁺/OLI 遥感影像和数字高程模型为数据源,在遥感和地理信息技术支持下,分析了阿尔金山地区1973、1999、2010、2015 四期冰川变化特征。研究表明：（1）1973-2015 年,冰川总面积共退缩了58.78 km²,年均退缩率为0.40%·a^-1,东段退缩速率最快,其次是西段,中段最慢,且冰川退缩速率呈现出先变快后变慢的变化趋势。（2）各个坡向都出现不同程度的退缩,偏南坡比偏北坡冰川退缩严重。（3）冰川面积退缩速率与规模等级呈现反相关关系,小规模冰川退缩速率快。（4）冰川分布随海拔变化呈正态分布,海拔越低退缩速率越快。统计分析气象数据表明,气候变暖是冰川退缩的主要原因,同时地形与冰川规模也影响冰川变化。