珠穆朗玛峰北坡地区气温和湿度变化特征

珠穆朗玛峰地区由于其独特的自然地理条件、举世无双的高度、脆弱而敏感的环境使其成为气候变化和环境变迁的敏感区.根据2007年5月至2008年8月在珠穆朗玛峰北坡地区7个不同海拔高度观测的逐时气温和空气湿度资料分析了该地区气温和湿度的时空变化特征.结果表明,在海拔5207、5792和5955m高度处的年平均气温分别为0.2、-4.4和-5.4℃,最高气温分别为14.6、9.1和18,6℃,最低气温分别为-24.2、-28.8和- 29.3℃;除在冰川表面以外,空气相对湿度随海拔高度的升高没有明显变化.气温和相对湿度的年变化幅度随海拔高度的升高而减小.由于冰面近地层逆温层顶部暖空气与冷空气的混合作用造成其最高气温出现时间晚于其他下垫面.年平均温度递减率为(0.72±0.01)℃/100 m,并且呈现出明显的季节变化特征.同时结合定日气象站1959--2007年的气温和降水资料,探讨了对珠穆朗玛峰北坡绒布冰川变化的影响.     

珠峰绒布河谷近地面层气象要素及湍流通量变化

利用2006年5～6月和2007年5～6月中国科学院HEST大气科学实验在珠峰绒布寺河谷野外观测期间获得的观测资料,分析了珠峰地区河谷近地层风向、风速、温度、湿度和CO2的日变化特征,讨论了珠峰北坡冰川风和山谷风的特点以及高原地表辐射、地表反照率和近地层湍流通量的变化特征.结果表明:在复杂地形和特殊下垫面影响下,珠峰绒布河谷地区近地面层各个气象要素和湍流通量日变化特征显著,并且明显存在冰川风和山谷风复合的局地环流,冰川风对该地区地气间物质能量交换起着重要作用.     

天山东部冰川雪坑离子浓度特征的对比研究

对2004年获取的天山奎屯河哈希勒根51号冰川1个雪坑和哈密庙尔沟平顶冰川4个雪坑的离子浓度特征进行了研究,结果表明：Ca²⁺、NO^-3和SO₄^2-是哈密庙尔沟平顶冰川雪坑雪层和积累区雪坑底部冰中的主要离子（尤其是Ca²⁺ ）,其雪层中的主要阳离子关系可在底部冰中得以较好的反映,但雪层中各离子浓度与海拔的相关性不明显,可能与海拔的跨度较小和挖取的雪坑较疏有关;雪坑底部冰中的离子浓度与海拔间明显的相关性说明淋融作用随着海拔升高、气温降低而逐渐减弱。SO₄^2-和Ca²⁺是奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑中的主要离子（尤其是SO₄^2-）,其雪坑离子化学特征与哈密庙尔沟平顶冰川差别较大,可能与哈密庙尔沟平顶冰川处于塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和鄯善沙漠的下风向相关,还可能与雪层内淋融作用的强弱和沉积通量的高程效应有关。哈密庙尔沟平顶冰川积累区雪坑中NH₄⁺、NO₃^-和K⁺的Cs/Ci较Ca²⁺、Mg²⁺和Na⁺要大,奎屯河哈希勒根51号冰川Na⁺和NH4⁺的“雪冰比”较Cl-、SO₄^2-、Mg²⁺和Ca²⁺要大,说明这两条冰川雪坑中的Ca²⁺和Mg²⁺信号较其它离子可能更易于在冰芯记录中保存下来,为冰芯研究和古气候记录的恢复提供了保障。     

近期新疆哈密代表性冰川变化及对水资源影响

新疆哈密是资源性缺水地区,冰川是该区主要的供给水源。为了对该区冰川和水文水资源的现状和未来变化做出合理评价和预估,以榆树沟6号冰川和庙尔沟冰帽为代表,结合野外实测资料以及近年来在冰川变化领域所取得的相关研究成果,综合分析了在气候变暖背景下新疆哈密地区冰川近年来的变化过程及对水资源的影响。结果表明,1972-2011年,榆树沟6号冰川厚度平均减薄20 m,减薄速率约为0.51 m/a,冰川末端退缩254 m,年均退缩约6.5 m。由于强烈消融,冰川表面径流发育明显,且在末端有冰碛湖形成。相比之下,庙尔沟冰帽消融速率相对较小,对气候变暖的敏感度较低,这与冰帽类型和所处海拔较高有直接关系。综合分析发现,流域有无冰川覆盖及覆盖的比率大小,直接造成哈密地区不同流域近期河川径流变化的差异。     

祁连山七一冰川物质平衡的最新观测结果

祁连山七一冰川观测结果表明, 2001/2002年度和 2002/2003 年度冰川物质平衡分别为-810mm和-316 mm水当量, 冰面出现显著的减薄状态. 和过去的观测结果相比较, 20 世纪 70 年代为较大的正平衡, 年平均为360 mm水当量; 80年代年平均为4 mm水当量, 基本接近零平衡状态. 到近两年亏损强烈, 为所有观测资料中负平衡值最大的年份, 零平衡线也达到最高位置. 物质平衡出现较大的负值和零平衡线位置升高的状况, 强烈反映了祁连山冰川对气候变暖过程的响应. 如果气候变暖趋势继续, 冰川物质平衡负值将增大、冰面减薄和雪线的升高, 冰川将继续呈现萎缩状态.     

祁连山七一冰川暖季能量平衡及小气候特征分析

利用2007年7月1日至10月10日安装在七一冰川消融区的自动气象站资料,计算和讨论了能量平衡方程中的净辐射、感热和潜热通量、冰雪的热传输和降雨加热项.结果表明:净辐射是七一冰川的主要能量来源,其次是湍流感热.消融期消融耗热是主要的能量耗散,到消融末期,潜热耗热的比重开始增加.冰雪的热传导量值较小.同时还分析了暖季七一冰川区的小气候特征.     

Effects of volcanic eruptions on the CO2 content of the atmosphere and the oceans: the 1996 eruption and flood within the Vatnajökull Glacier, Iceland

The October 1996 eruption within the Vatnajökull Glacier, Iceland, provides a unique opportunity to study the net effect of volcanic eruptions on atmospheric and oceanic CO₂. Volatile elements dissolved in the meltwater that enclosed the eruption site were eventually discharged into the ocean in a dramatic flood 35 days after the beginning of the eruption, enabling measurement of 50 dissolved element fluxes. The minimum concentration of exsolved CO₂ in the 1×10¹² kg of erupted magma was 516 mg/kg, S was 98 mg/kg, Cl was 14 mg/kg, and F was 2 mg/kg. The pH of the meltwater at the eruption site ranged from about 3 to 8. Volatile and dissolved element release to the meltwater in less than 35 days amounted to more than one million tonnes, equal to 0.1% of the mass of erupted magma. The total dissolved solid concentration in the floodwater was close to 500 mg/kg, pH ranged from 6.88 to 7.95, and suspended solid concentration ranged from 1% to 10%. According to H, O, C and S isotopes, most of the water was meteoric whereas the C and S were of magmatic origin. Both C and S went through isotopic fractionation due to precipitation at the eruption site, creating “short cuts” in their global cycles. The dissolved fluxes of C, Ca, Na, Si, S and Mg were greatest ranging from 1.4×10¹⁰ to 1.4×10⁹ mol. The dissolved C flux equaled 0.6 million tonnes of CO₂. The heavy metals Ni, Mn, Cu, Pb and Zn were relatively mobile during condensation and water–rock interactions at the eruption site. About half of the measured total carbon flood flux from the 1996 Vatnajökull eruption will be added to the long-term CO₂ budget of the oceans and the atmosphere. The other half will eventually precipitate with the Ca and Mg released. Thus, for eruptions on the ocean floor, one can expect a net long-term C release to the ocean of less than half that of the exsolved gas. This is a considerably higher net C release than suggested for the oceanic crust by Staudigel et al. [Geochim. Cosmochim. Acta, 53 (1989) 3091]. In fact, they suggested a net loss of C. Therefore, magma degassed at the ocean floor contributes more C to the oceans and the atmosphere than magma degassed deep in the oceanic crust. The results of this study show that subglacial eruptions affecting the surface layer of the ocean where either Mn, Fe, Si or Cu are rate-determining for the growth of oceanic biomass have a potential for a transient net CO₂ removal from the ocean and the atmosphere. For eruptions at high latitudes, timing is crucial for the effect of oceanic biota. Eruptions occurring in the wintertime when light is rate-determining for the growth of biota have much less potential for bringing about a transient net negative CO₂ flux from the ocean atmosphere reservoir.     

冰川运动速度影响因子的强度分析——以祁连山七一冰川为例

以冰川形态因子变量（面积、长度和厚度）,气候条件因子变量（年气温、降水）,以及年物质平衡量等作为影响因素,采用通径分析方法研究了祁连山七一冰川1958-2007年间年际运动速度的影响因子强度.结果表明：冰川形态对运动速度的影响强度最大,物质平衡的影响次之,而气候条件的影响最弱.在这些影响因素中冰川面积和厚度对运动速度的...     

反照率对冬克玛底冰川径流及物质平衡模拟影响研究北大核心CSCD

反照率是影响冰川融水径流和冰川物质平衡的重要因素,但仍缺乏考虑反照率对冰川径流及物质平衡模拟效果影响的定量研究。本研究基于自主研发的冰川流域水文模型(FLEXG),在模型中加入反照率和入射短波辐射,以改进模型。利用2005-2014年长江源区冬克玛底冰川流域实测水文气象数据,以及2010-2014年小冬克玛底冰川各高程带物质平衡数据,开展了冰川流域径流和冰川物质平衡的模拟研究。研究发现:考虑反照率和入射短波辐射后,FLEXG模型对日尺度径流的模拟有一定改善,验证期KGE从0.49提高到0.51;冰川物质平衡的模拟也有明显提高,R2从0.67提高到0.83。同时,6-9月冰川径流的贡献从63%提高到66%,与利用同位素信息分割径流的结果更为接近,模拟真实性得到明显提高。     

1974—2010年雅鲁藏布江源头杰玛央宗冰川及冰湖变化初步研究

青藏高原冰川和冰湖是气候变化敏感的指示器.基于1974年的地形图及其生成的DEM数据、1990年和2000年的TM影像、2005年和2010年的ETM+影像、以及2010年和2009年的GPS实测数据,应用3S技术分析了1974—2010年37a来雅鲁藏布江源头杰玛央宗冰川和冰湖的变化特征.结果表明:冰川面积减小了5.02%(21.78km2减小至20.67km2)、冰川末端退缩了768m(速度为21m.a-1);冰湖面积增加了63.7%(0.70km2增加至1.14km2),冰湖体积扩大约9.8×106 m3.普兰县气象站的观测资料表明,近37a来气温呈快速上升趋势,而降雨量明显减少,气候暖干化是杰玛央宗冰川和冰湖变化的主要原因.若该区气候的暖干趋势进一步加剧,必然导致杰玛央宗冰川退缩进一步加剧,冰湖溃决的可能性将会增大.