天山冰川厚度及其储量计算

天山是我国现代冰川主要分布区之一。天山冰川的融水对天山南北广大的农田灌溉,起着极为重要的作用,素有高山固体水库之称。为了估算这些固体水库的储量,必须了解冰川的厚度;选择不同类型的冰川,用雷达法和重力法进行冰川厚度的测定,并由此建立了推算天山冰川厚度的公式,对天山冰川的储水量进行计算,以便供大家参考使用。

中国冰川水资源

一、中国冰川 1.冰川的数量和分布 冰川是寒冷地区多年积雪变成冰,在重力作用下能流动,并具有一定形态的冰体。它是我国西部山区重要的水资源的组成部分。

2000—2018年西昆仑山冰川表面运动特征研究——基于ITS_LIVE数据

近年来,西昆仑山冰川物质平衡异常现象受到广泛关注,然而该地区冰川末端却同时存在前进(常态)、后退、稳定及跃动多种状态。冰川末端进退不仅与气候变化引起的物质平衡变化有关,还与冰川的运动速度变化密切相关。以往研究多集中在前者,而对后者研究较少。因此,本文基于ITS_LIVE v01速度产品,结合西昆仑山冰川表面高程变化及冰川厚度资料,分析西昆仑山地区具有不同变化状态的冰川在2000—2018年的表面运动速度变化特征。结果表明,西昆仑山冰川在研究时段内的多年平均运动速度为6.35 m·a^(-1),年均速度波动上升,这主要是由该区域冰川表面高程整体上呈增加趋势[(0.15±0.02)m·a^(-1)]即冰川物质增加所造成;末端前进冰川的多年平均运动速度为4.07 m·a^(-1),年平均运动速度在研究时段内呈增加趋势,这主要与该类冰川在研究时段内物质略微增加有关;末端后退冰川多年平均速度约为4.86 m·a^(-1),年平均运动速度在研究时段内呈减小趋势,这主要与该类冰川物质亏损、减薄有关;末端稳定冰川多年平均速度约为3.04 m·a^(-1),年平均运动速度在研究时段内保持稳定,该类冰川在研究时段物质平衡也基本处于零平衡状态。研究区内末端前进冰川的多年平均运动速度较末端后退冰川的偏小,主要是因为末端前进冰川的平均厚度较末端后退冰川的偏小。2000—2018年西昆仑山有7条冰川发生跃动,多年平均运动速度为13.21 m·a^(-1),物质积累[(0.35±0.02)m·a^(-1)]引起速度增加。长度规模较大的后退冰川在2000年之前发生过跃动,由于目前处于平静期,冰川上部积累的物质未能及时输送到下部导致冰舌厚度减薄并后退。

喜马拉雅山入湖冰川物质变化研究综述

入湖冰川在喜马拉雅山地区广泛分布,其快速消融和末端崩解,是该地区冰湖溃决洪水最重要的触发因子和影响因素。近年来入湖冰川整体处于物质持续且加速亏损状态,1975—2000年入湖冰川物质平衡为-0.33±0.07 m w.e.·a^(-1),近10 a达到-0.56±0.08 m w.e.·a^(-1),其平均物质损失速率-0.45±0.08 m w.e.·a^(-1)。入湖冰川物质损失速率明显高于其他类型冰川,末端消融及崩解是其主要原因。当前冰川末端水下物质损失仍无法准确估算,广泛应用于入海冰川末端消融模拟的羽流模型,为估算入湖冰川末端湖-冰物/热交换过程研究提供了可行方法,其中冰下融水径流量、冰川末端切面形态、湖水温度和密度是影响羽流模型估算结果的重要参数。基于羽流模型评估冰川末端水下消融特征,为准确评估未来情境下冰川物质变化奠定基础。

再论中国第四纪冰川

李四光教授生前曾致力于中国第四世纪冰川研究。其成果后来集于《中国第四世纪冰川》(科学出版社)与《李四光全集》(第二卷,湖北人民出版社)中。他与当时一些中外反对派进行了有理有据的辩论,基本上得到了大多数学者的同意。建国后又再一次引起不少人争鸣,最近一些新的研究成果迭出,很有再一次讨论其分布与冰川类型的必要。

入湖冰川物质平衡序列重建与分析--以喜马拉雅山北坡龙巴萨巴冰川为例

入湖冰川受冰湖作用影响,物质损失速率高于其他类型冰川,并导致冰湖进一步扩张,冰湖溃决风险增加。建立入湖冰川物质变化序列,对揭示不同类型冰川对气候变化的响应特征,以及评估冰湖溃决风险研究具有重要意义。基于中国地面气象要素驱动数据集和实测气象数据,采用冰川表面能量-物质平衡模型估算了冰川表面物质变化,并结合冰川流动和末端退缩特征,重建了1989-2018年龙巴萨巴冰川物质变化序列。结果表明,近30a龙巴萨巴冰川总物质损失为0.315km^(3)w.e.,平均物质变化速率为-0.114km^(3)w.e.·a^(-1)。冰川平均表面物质平衡为-0.26m w.e.·a^(-1),表面消融是冰川物质亏损的主要贡献因素。气温变化对冰川表面物质损失的影响高于降水;冰川表面物质平衡对夏季气温和降水变化的敏感性强于其他季节;表碛覆盖加速了冰川表面消融,且较薄的表碛厚度会加剧冰川表面物质损失。

使用虚拟现实技术提高冰川地貌表达维度的研究

冰川侵蚀与堆积地貌含有重要的古气候、古环境信息,是鉴别冰川作用范围和性质的标志,也是冰川动力学研究的基础。冰川地貌的表达研究经过150多年的发展,已经形成了较完备的冰川地貌制图方案,为冰川形成过程、冰川类型及冰川作用的动力学特征判断提供了重要依据。然而,冰川地貌专题图的专业性为古冰川重建和古环境研究提供支撑的同时,也提高了非专业人士的解读难度。以虚拟现实/增强现实地图、混合现实地图、微地图、语义地图和隐喻地图等的泛地图表达机制提供了更多维度的表达方案,在传统的空间几何维度的基础上增加了状态和读图者视角等维度,为冰川地貌表达提供了新的视角。本文使用虚拟现实(virtual reality,VR)技术构建了卡若拉冰川西沟的交互式三维冰川地貌场景,增加了三维、动态和读图者视角等表达维度。通过前期研究工作基础(沉积物特征、测年等工作)对场景内典型的冰川地貌进行标注,将前期冰川地貌的研究认识与VR场景进行较好的对应。该场景可以720°自由变换,包含末次冰盛期-晚冰期、早全新世、新冰期、小冰期和现代冰川共40个分场景,可以激发读图者的沉浸感、交互感和构想感。VR等技术对冰川地貌进行泛地图式的更多维度表达,可以为冰川地貌教学、科普及学术交流提供良好的交互式三维冰川地貌素材,也可以辅助读者更加准确地判别冰川遗迹和认知冰川发育条件。

西藏乃钦康桑地区冰川变化及原因分析

乃钦康桑地区是藏南山地极高海拔冰川的主要分布区之一,毗邻拉萨至日喀则349国道,区内冰川现状与变化受到广泛关注,从区域尺度评估该地区冰川变化对于指导当地冰川开发、监测与保护具有重要意义。基于历史时期遥感影像,利用波段比值与目视解译法提取了乃钦康桑地区1976—2022年的冰川边界,整体分析了乃钦康桑冰川的面积、运动与厚度变化特征,并选取区域内三条典型冰川进行详细分析。结合区域气候、地形和冰川表面反照率等因素,解释冰川变化的原因。结果表明,1976—2022年,乃钦康桑地区冰川面积共减少(17.88±6.75) km^(2),占1976年冰川面积的(17.63±6.70)%。不同规模冰川的数量与面积变化具有较为显著的差异,地形特征也影响冰川变化的异质性。2000—2019年,乃钦康桑地区冰川厚度平均减薄速率为0.26 m·a^(-1),冰川减薄主要发生在2000—2004年。近年来,区域冰川的减薄量与减薄范围均呈减小趋势。1988—2018年,乃钦康桑地区约62%的冰川覆盖区域呈减速趋势。而区域内8条冰川显著增速,地形是冰川加速运动的主要驱动因素,而高海拔区液态降水的增加可能是增速的主要原因。1968—2022年,三条典型冰川均呈退缩状态,但不同时期冰川的退缩、减薄及流速变化具有差异。乃钦康桑地区过去20~30年的升温是导致冰川退缩的主要原因,地形影响了区域冰川的退缩、减薄与流速变化,同时冰川表面反照率的降低也是促使冰川消融的原因之一。

青海省的现代冰川

青海省现代冰川总面积4916.06平方公里,冰储量3952.45亿米~3,折合水储量3359.59亿米~3。冰川主要分布在唐古拉山、祁连山及昆仑山区。冰川融水是本省西部干旱区重要的水资源,并起调节河流径流量的作用,冰川可局部调节小气候。合理利用冰川资源,保护冰川区生态系统平衡是当前应十分重视的问题。

中巴经济走廊沿线上游冰川冰湖相关灾害(事件)数据集

中巴经济走廊横穿现代冰川广泛分布的喀喇昆仑山和部分帕米尔山区,上游各类冰川相关灾害(如冰川洪水/泥石流、冰川跃动、冰缘崩塌/滑坡以及冰川阻塞湖溃决洪水等)在众多山地灾害中尤其突出,对中巴公路及其沿线基础设施、人类活动日益构成威胁。本研究针对中巴经济走廊中国新疆喀什–巴基斯坦伊斯兰堡区段,在充分挖掘已公开发布的各类数据集的基础上,收集了上游冰川作用区的相关灾害调查数据、历史典型灾害事件、跃动冰川信息以及中巴公路沿线的潜在冰川洪水/泥石流沟的空间信息数据,对不同来源的冰川、冰湖相关灾害(事件)数据集进行了汇总整编。本数据集包含:(1)中巴经济走廊沿线上游流域分级及冰川、冰湖、水系等基础数据集;(2)跃动冰川分布数据集;(3)冰川堰塞湖历史溃决事件分布数据集;(4)中巴公路沿线冰川洪水/泥石流沟分布数据集;(5)中巴经济走廊沿线上游山体滑坡点分布数据集;(6)中巴经济走廊及周边历史时期地震活动数据集。本数据集可用于中巴经济走廊沿线区域冰川相关灾害风险分析和评估研究,为中巴走廊建设提供基础科学数据支撑,数据集的流域统计结果也可为流域尺度的冰川水资源变化及灾害风险管理提供数据参考。

正在消失的中国冰川

冰川被誉为高山＂固体水库＂,虽然仅覆盖陆地11%的面积,却存储着世界75%的淡水资源。中国西部的地形及严酷寒冷的环境为山地冰川的发育提供了有利的条件,使我国成为中低纬度地区山岳冰川最多的国家之一。但令人遗憾的是,2014年12月23日,中科院寒区旱区环境与工程研究所发布的《中国第二次冰川编目》中显示,我国现有冰川46 337条,面积达51 840平方公里,与第一次冰川编目的数据相比,

表碛覆盖型冰川参数提取方法研究进展

表碛的存在影响了大气与冰川间的能量传输过程,一方面,促进了冰面湖(塘)、冰崖的发育;另一方面,改变了冰川的消融过程和水文模式。利用表碛各项属性和物理参数模型化气候-表碛-冰川间的相互作用和反馈过程能够正确认识表碛覆盖型冰川变化的过程和机理,有助于准确估算和预测冰川物质平衡,进而判断冰川未来演变趋势。本文系统总结和对比了识别表碛范围、提取冰川流速以及获取表碛物理参数的各种技术手段,介绍了表碛覆盖影响下冰川消融模型的原理和应用情况,同时还对这些方法或模型的局限性和发展趋势进行了讨论。表碛覆盖型冰川所处山区地形起伏大、地表变化复杂,为遥感方法识别表碛范围和提取冰川流速带来了诸多困难,如现有表碛识别方法仍无法克服固有干扰因素的影响,而流速提取方法需具备较强抗干扰能力,且配对影像时间基线需尽可能短。当前表碛覆盖型冰川相关研究中关键参数、数据存在大量空缺的状况有望在将来得到改善,冰川动力学过程和表碛动态变化的模型描述将更为精细,冰川物质平衡、径流量等指标的评估和预测也将更为真实准确。

中亚萨吾尔山冰川反照率变化及物质平衡估算

冰川反照率影响着冰川表面能量收支状况,其强烈的反馈机制是驱动冰川物质平衡变化的关键因素。本文基于MOD10A1和MYD10A1反照率产品、萨吾尔山冰川物质平衡大地测量法结果、木斯岛冰川实测反照率及物质平衡,开展了2000—2022年萨吾尔山冰川反照率变化及物质平衡估算研究。结果表明,2000—2022年,消融期内萨吾尔山冰川平均反照率下降了约0.035,变化速率约为0.0015 a^(-1)。最小反照率最早出现时间为6月16日,最晚出现时间为9月8日,平均以10 d·(10a)^(-1)的速率提前。在95%的置信水平下,木斯岛冰川反照率-物质平衡模型(A-Ms模型,即单条冰川模型)的决定系数R^(2)为0.84。基于冰川编目及现场环境考察,将萨吾尔山冰川划分为冰斗冰川、山谷冰川和悬冰川,对应类型的A-Mr模型(区域冰川模型)的决定系数R^(2)分别为0.81、0.74和0.72。2000—2020年,A-Ms模型重建萨吾尔山冰川物质平衡值为-1.24 m w.e.·a^(-1),A-Mr模型相应的重建值为-0.90 m w.e.·a^(-1),A-Mr模型模拟结果更能反映萨吾尔山冰川的物质损失状况。与亚洲高山区各山地冰川相比,萨吾尔山冰川物质损失最大。

贡嘎山海螺沟冰川地质环境的基本特征

贡嘎山海螺沟为冰川地质作用的冰川谷,其中、下游河谷为古冰川谷,上游发育着现代冰川,它是横断山主峰贡嘎山地区冰川群中最宏大的一条冰川.自第四纪以来,强烈的冰川地质作用塑造了海螺沟流域特殊的山地与河谷地貌,因其距大城市较近,成为人们研究和观赏冰川奇观不可多得的地点.使之越来越受到中外游客的青睐.

中国冰川资源及其分布特征——中国冰川目录编制完成

依据国际冰川编目规范完成的中国冰川目录 1 1卷 2 1册的统计 ,中国境内共发育冰川 4 62 98条 ,总面积 594 0 6km2 ,冰储量约 5590km3 ,是中低纬度山地冰川最发育的国家 .按山系和水系两种体系分别进行冰川编目 ,获得了中国西部及其各区域的冰川条数、面积和储量等多项指标的确切数量 ,发现了中国冰川及其雪线分布的若干新特征 ,这对于西部山区水资源的开发利用和冰雪灾害的防治等具有重要的科学意义和实用价值 .

梅里雪山明永冰川的特征与变化

里雪山主峰卡格薄峰海拔6740m，位于怒江与澜沧江之间，是尚未被人类征服的神秘高峰之一、位于卡格薄峰东坡的明永冰川，长117km，冰川末端海拔2660m，是目前横断山区第二条较长的冰川．这是一条横断山区海拔最低的季风海洋性冰川，其冰舌上部运动速度可达533m／a．1971、1982和1998年冰川均处于前进状态．

山西宁武吕梁山北段第四纪冰川遗迹的发现及意义

山西宁武吕梁山北段,平均海拔约2000米,相对高差数百米至千米左右,属中山区。第四纪冰川遗迹十分发育,类型多种多样,特征明显。冰川遗迹有:U形谷、刃脊、角峰、冰斗、冰窖及分布于U形谷中的大量冰川漂砾、冰碛、冰水堆积、冰臼、变形砾石、条痕石等。该区古冰川遗迹的大量发现,不仅证明了我国东部中低山区有大量第四纪冰川运动存在,而且冰川规模之大完全出乎人们意料之外。为研究该区古气候、古环境演化提供重要依据,为我国第四纪冰期划分和对比提供重要资料和证据。

2004-2022年绒布冰川遥感监测及变化分析

针对绒布冰川地区研究冰川演变、运动监测的相关研究较少的问题,聚焦于近20年,采用Landsat系列影像、数字高程模型等数据,提取了2004—2022年的绒布冰川分布信息,研究近年来该流域冰川面积的分布及不同地形下冰川的变化情况。结果表明:1)2004—2022年绒布冰川流域面积减少了5.76%,其中2010年后冰川面积变化剧烈,先呈大幅下降的趋势,后又迅速上升,在2018—2022年增加了10.81 km^(2)。2)空间上,近20年绒布冰川地区的冰川分布整体破碎化程度加剧、冰川出现南移趋势;中部的冰川有一定程度的衰减,南部破碎化程度有所改善。3)研究区北面坡的冰川较为稳定,南面坡衰减与恢复变化明显;冰川主要分布在坡度为5°~25°的地区,坡度大于5°的冰川随着坡度的增加分布逐渐减少。

施雅风:研究冰川学的“超级老头”

他是杰出的地理学家,是中国冰川学的奠基人,是中国冻土学和泥石流研究的开创者……他就是中国科学院院士、被誉为“中国现代冰川之父”的施雅风。结缘冰川开拓创新1957年,施雅风参加祁连山西段地质考察,第一次见到真实的冰川。此后,他的科研生涯再也离不开冰川。由于冰川位于高寒地区,冰川活动可能产生危险,很多人对冰川研究望而却步。施雅风却认为,对高山冰雪进行利用不仅有重大的经济意义,还将带动一系列学科的发展甚至新学科的诞生。他将自己的想法以书面形式报告给中国科学院,很快便获批成立我国第一支高山冰雪利用考察队。

天山冰川储量变化和面积变化关系分析研究

冰川储量的变化对海平面和区域水资源、生态环境以及社会经济等有重要影响,但是对大量冰川的储量变化很难通过实地观测获得。基于天山9条监测冰川储量变化的估算结果,通过统计分析,探讨冰川储量变化和面积变化的相互关系,以期通过测定冰川面积变化来估算冰川储量变化。结果表明:冰川储量变化与面积变化具有线性关系,其决定系数为0.67~0.70。加入其他山区冰川样本以后,决定系数并没有提高。其原因在于,一方面对冰川变化监测和冰川储量估算存在误差;另一方面,不同的冰川区由于冰川的类型、规模及区域气候特征的差异,冰川变化对气候变化响应的敏感程度不同。因此,未来不仅需要更多更准确的冰川储量估算,还需要按冰川形态类型和区域分别研究。