基于GIS冰川末端变化计算方法研究--以北极Austre Lovénbreen冰川为例

基于冰川区地形图和实地GPS测量数据,总结4种用于计算冰川末端变化量的方法:主流线法、中心线法、周长法和特征点法,并提出基于GIS的操作思路.分析了各种方法的优缺点,阐述了各种方法在使用中的注意事项.建议使用最短距离的特征点法计算冰川末端变化量,并且以前一期的特征点向后一期的冰川边界搜索最短距离.通过把方法应用在北极Austre Lovénbreen冰川,结果表明,自2005年观测以来北极Austre Lovénbreen冰川末端呈现退缩趋势,年均退缩量为9.44m.a-1,年际变差系数为0.40,冰川末端变化量年际变化较大.

北极新奥尔松地区Austre Lovénbreen冰川温度变化特征

冰川温度是冰川最重要的物理参数之一。2009-2011年间,在北极新奥尔松地区Austre Lovénbreen冰川上B_2、E_2和F点开展了20m浅层冰温监测工作。结果表明,三点冰温曲线在春季5月表现为冷季型,秋季9月属于暖季型。在9m深度以下,E2点冰温总是要比B2和F点低。三点处冰温活动层下界的深度都为14m,冰温年平均值分别为-2.76、-3.23和-2.84℃。随着海拔的升高,B2和E2点之间20m深处冰温递减率（0.3℃·100m^-1）要大于10m深处的（0.15℃·100m^-1）。三点在10m深处冰温比近地层气温要高1-4℃,这也显示了冰川融水再冻结释放的潜热导致冰川升温的重要性。

北极冰川槽谷发育的形态特征分析

Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川是位于北极斯瓦尔巴群岛的两条典型的多温山谷冰川,中国北极黄河站冰川考察组于2009年在两条冰川上开展了密集的GPS/GPR测量工作。基于现场实测数据,结合冰川槽谷数值研究的幂函数模型,本文解算了Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川的模型参数,根据两条冰川不同断面模型参数的变化规律,确定冰川槽谷发育的形态特征;分析冰川侵蚀在槽谷发育过程中的作用,比较两冰川地形和冰流速差异对冰川槽谷发育的影响,探究冰川槽谷形态发育状态与冰流速的关系。结果表明Pedersenbreen冰川槽谷发育优于Austre Lovénbreen冰川,两条冰川槽谷地形更接近于V型而非U型。尽管两条冰川相邻,当前的发育状态却呈现出明显的差异, Pedersenbreen冰川流速较快,冰川侵蚀过程以侧蚀作用为主;Austre Lovénbreen冰川流速较慢,冰川侵蚀过程以下蚀作用为主;这主要是由于两条冰川所处的山谷地形不一致造成的。

基于GIS栅格操作方法模拟山地冰川长期变化

地理信息系统(Geographical Information System,GIS)具有强大的空间分析功能。GIS方法建立的模型,可以模拟北极多温冰川Austre Lovénbreen的长时间序列变化。研究发现,GIS方法可以快速有效地获取冰川的冰厚、主流线长度、冰川表面积和冰川体积,其中冰川体积的变化符合高次常函数变化规律;通过对比GIS方法与Elmer/Ice动力学方法模拟的结果,GIS方法对冰川体积的模拟,在十年至几十年的尺度上可行。GIS方法模拟冰川变化,可以快速定量分析冰川未来一定年限内的厚度、面积、体积、主流线长度等几何参数,简化了冰川变化分析研究的过程。