祁连山老虎沟12号冰川表面能量和物质平衡模拟

采用HOCK的分布式能量物质平衡模型对老虎沟12号冰川消融期的物质平衡进行了模拟,时间步长为1 h,空间分辨率为30 m.模型结果利用物质平衡观测数据和气象站观测数据验证,模型模拟时期为2012年6月1日-9月30日.模型模拟结果表明,地形因子对太阳辐射影响相当显著;散射辐射在总辐射中的比例较大为39%,模拟期冰川表面物质平衡为-506 mm w.e..在模拟期整个冰川平均上净辐射占能量收入的84%,感热通量占有16%;消融耗热则是能量的主要支出占有62%,潜热通量占有能量支出的38%.

基于冰川平衡线高度变化的气候重建模型研究

冰川物质平衡线高度(equilibrium-line altitude,ELA)变化的研究是冰川学研究的重要内容,其变化情况将最终决定冰川的命运。与冰川的其他特征(如冰川长度、面积)相比,ELA的变化是气候变化最直接的反应,其变化量常被用于对比不同区域间的气候变化特征差异。基于冰川ELA变化的气候重建的统计学方法,如ELA处气温与降水关系模型、气温递减率模型(Lapse-rate model)和温度指数融化模型(Temperature index melt model),结构简单,能获得较好的模拟效果,但均未能从冰川变化的物理成因来研究影响ELA升降的气候因素,且在数据不足时理论也缺乏说服力;物理方法,如能量—物质平衡模型是基于影响冰川变化的能量因子来探讨ELA升降的机制,其参数较多、计算复杂,但精度较高。不同模型受其本身及冰川类型等因素的影响,适用性及精度差别较大。

1952-2009年青藏高原东南部贡嘎山海螺沟流域冰川物质平衡数据集

冰川物质平衡是反映气候变化的敏感指标,是评估冰川变化对水资源和海平面上升影响的基础。然而,青藏高原具备连续物质平衡监测的冰川数量较少,尤其是青藏高原东南部海洋型冰川分布区,加之该区域部分冰川消融区表碛分布广泛,使得青藏高原东南部海洋型冰川物质平衡总体变化特征尚不清楚。本研究基于物理机制的冰川能量–物质平衡模型、气象观测数据和格网气象数据,重建了青藏高原东南部贡嘎山东坡海螺沟流域冰川物质平衡变化数据集(文本格式)。通过与流域不同时段冰川消融和径流观测对比,验证了模型的精度。本数据集包括1952–2009年海螺沟流域冰川物质平衡数据和平衡线高度数据,总体反映了1952–2009年间海螺沟流域冰川物质平衡变化情况,可作为青藏高原东南部海洋型冰川区冰川变化、气候变化等研究的基础数据。

山地冰川表面分布式能量-物质平衡模型及其应用

基于＂七一＂冰川物质平衡、水文气象观测资料,结合DEM数据,初步建立了一套时间分辨率达1h、空间分辨率为15m的冰川表面分布式能量-物质平衡模型.模型考虑地形对太阳辐射的遮蔽效应,引入新的冰川反照率参数化方案,并发现分布式能量-物质平衡模型对气温垂直递减率、降水梯度、降水固/液态划分指标等参数较敏感.利用该模型对2007年6月30日20：00~10月10日12：00时段＂七一＂冰川粒雪线高度变化、物质平衡演变、融水径流状况及其对气候变化的响应等过程进行了模拟研究.结果表明,冰川物质平衡高度结构主要受反照率高度结构的影响,反照率大小直接影响冰川物质平衡水平.气候敏感性试验表明,物质平衡对气温变化非常敏感,它对气温变化的响应呈非线性特征;而物质平衡对降水量变化敏感性相对较弱,对降水量变化的响应是线性的.增温引起的冰川物质亏损量不能靠降低相同气温来得到弥补,物质平衡变化对气候变暖具有不可逆效应.气温升高1℃,即使降水量增加20%,＂七一＂冰川也会呈现较大的物质亏损状态.

祁连山七一冰川反照率的参数化研究

通过对2006年和2007年暖季消融期七一冰川反照率的观测资料分析,基于冰川反照率的变化规律及其影响因素,根据实测资料的统计建模和验证,初步给出了具有试验基础的冰川反照率多因子参数化公式,其时间分辨率为1h.经检验,2006年和2007年考察期间冰川反照率的模拟值和观测值序列之间的相关系数分别达到了0.901和0.973,平均绝对误差MAE值分别为0.073和0.038,RMSE值分别为0.089和0.052.回归拟合方法得到的冰川反照率参数化公式能较好的反映冰川反照率的日变化和日际变化情况,有望用于冰川表面能量物质平衡的模型模拟之中.