1959-2009年乌鲁木齐河源1号冰川零平衡线高度变化研究

基于1959-2009年间天山乌鲁木齐河源1号冰川观测资料,研究了该冰川零平衡线高度变化特征,并建立了零平衡线高度与夏季气温和夏季降水量之间的统计关系。研究表明:近51年来,1号冰川零平衡线高度呈缓慢上升、缓慢下降、急剧上升、急剧下降的变化趋势,但总体呈上升趋势,且该冰川零平衡线高度上升了约45m。1号冰川零平衡线高度和年净物质平衡有良好的线性关系,冰川处于稳定状态时的零平衡线高度为4018m。此外,对1号冰川零平衡线高度的气候敏感性研究表明,如果夏季气温升高(或降低)1℃,那么该冰川零平衡线高度将上升(或下降)约64m;如果夏季降水量增加(或减少)100mm,那么该冰川零平衡线高度将下降(上升)约21m,夏季气温是影响冰川零平衡线高度变化的主要气候因素。     

乌鲁木齐河源1号冰川东西支变化特征研究

利用乌鲁木齐河源区气温、降水资料以及1号冰川变化数据,分析了1号冰川东支和西支冰川变化特征的异同,并运用物质和能量平衡理论对1号冰川加速消融和特征变化进行解释。研究表明:1号冰川东支和西支冰川变化特征的差异是由各自冰川形态、海拔、地形、面积规模等不同所导致的,而气温升高和太阳短波辐射吸收率增加是1号冰川加速消融和特征变化的两个重要原因。     

近50 a天山乌鲁木齐河源1号冰川变化分析

乌鲁木齐河源1号冰川是我国监测时间最长、资料最为完备的一条冰川.1962年以来,采用5种观测方法共开展过9次地形图测量和3次乌鲁木齐河源区的航空摄影测量.通过对乌鲁木齐河源1号冰川已有观测数据的分析,结合2012年最新观测资料对该冰川近50 a的变化特征进行了深入研究.结果发现,乌鲁木齐河源1号冰川1962年和1980年的面积数据存在偏差.对原始测图重新数字化后,得到1962年和1980年该冰川面积分别为1.91 km2和1.86 km2.2012年采用GPS-RTK测量技术,对乌鲁木齐河源1号冰川进行详细的地形测绘和末端变化观测,结果显示,冰川面积为1.59 km2,其中东支和西支面积分别为1.02 km2和0.57 km2.近50 a来,该冰川退缩率为16.8％.冰川整体处于消融状态,但冰面消融程度存在显著差异.冰面坡度10°区域消融最为强烈.东支南北坡退缩普遍较强,西支北坡退缩快,东北坡面积有所增加,消融速度加快主要受气温和地形共同影响.     

天山奎屯哈希勒根51号冰川变化及其对气候的响应

哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡,即奎屯河上游支流哈希勒根河源区。继1998年对冰川末端和运动速度的首次观测之后,相继开展了多次重复测量,完成了冰川面积测量和首次雷达厚度测量。结合冰川实测资料和已有相关研究,对自20世纪60年代以来的变化特征进行了详细分析,结果表明：1964-2006年哈希勒根51号冰川面积共减小了0.123 km2,年平均退缩率约为0.19%,相比低于天山地区的整体水平（0.31%）。冰川末端累计退缩84.51 m,年平均退缩率为2.01 m。对于冰川运动速度,1999-2006年整体偏低,各流速点的年际变化较小,且略微有下降的趋势;7 a间物质平衡年际变化较小,整体表现出沿海拔高度增加而增加的趋势。1964-2010年冰川厚度减薄了约10 m,年均变化率约为0.22 m。与天山乌鲁木齐河源1号冰川相比,整体消融趋势稍弱。     

托木尔峰青冰滩72号冰川表碛区夏季消融模拟研究

表碛覆盖型冰川在我国西部分布广泛，由于该类型冰川消融区域不同程度的被岩石碎屑所覆盖，消融状况与非表碛覆盖型冰川有较大差异，因此，开展表碛覆盖型冰川的消融模拟研究至关重要。本文以冰面气象数据为驱动，使用表碛覆盖型冰川能量平衡模型对天山托木尔峰青冰滩72号冰川表碛区进行能量和消融模拟。基于热传导过程和能量平衡方程，模型计算了表碛表面温度以及表碛层内部温度，并通过表碛内部温度估算下覆冰的消融量。结果表明：2008年夏季期间模型模拟的消融量为0.39 m w.e.，与消融花杆数据进行验证取得了较高的模拟精度（R2=0.92, RMSE=±0.03 m w.e.），表碛表面温度和内部10 cm深处温度的模拟值也与实测数据拟合较好（R2分别为0.91和0.60）。在表碛区的能量交换过程中，净短波辐射是唯一的能量收入项，感热通量是最大的能量支出项（49.7%），其次分别为传导热通量（消融耗热）（25.8%），净长波辐射（19.8%）和潜热通量（4.6%），降水热量不足1%。云量对表碛区的气象和能量特征有着显著的影响，阴天条件下表碛区的入射短波辐射峰值从晴天的854 W·m-2降至587 W·m-2，...     

1973-2010年布喀塔格峰冰川波动对气候变化的响应

通过遥感图像处理技术和目视解译方法提取1973-2010年位于昆仑山中段的布喀塔格峰冰川界限,用GIS分析近37a冰川面积变化,并系统地研究其对气候变化的响应情况。结果表明:1973-2010年布喀塔格峰冰帽表现先扩大(1973-1976年)后退缩(1976-2010年)趋势,总面积缩小了5.42%,每年退缩0.14%。分析1960-2010年研究区的气候变化特征,发现布喀塔格峰冰帽退缩的关键因素是气候变暖,年降水量的增加不能够抵消由夏季温度剧烈上升导致的冰川消融率,并且地形条件、地理位置以及冰川规模都是影响冰川波动的重要因素。     

近22年结则茶卡湖流域冰川、湖泊变化及原因分析

文中利用Landsat TM/ETM +/OLI遥感影像、SRTM4.1 DEM及ICESat卫星高程数据分别对结则茶卡湖流域的冰川和湖泊面积变化、高程变化、湖泊相对水量变化进行了分析.结果表明:1)1991-2013年流域冰川由133.62km2±0.02km2退缩至130.26±0.02km2,共退缩3.36±0.02km2,退缩百分比为2.5％;2)1991-2013年流域湖泊由107.87km2±0.02km2增加至115.82±0.02km2,共扩张了7.95±0.02km2,扩张百分比为7.4％;3)2003-2009年流域冰川水当量高度共降低2.77±0.10m(0.40m·a-),冰川物质损失为0.38±0.01km3水当量;湖高程共增加1.46±0.10m(0.21m·a-1),相对水量增加0.16±0.01km3;4)太阳辐射和升温是冰川消融的主要原因,略有增加的降水不能弥补太阳辐射和升温的影响.冰川融水增加是结则茶卡面积扩张、水位升高的主要原因,略有增加的降水和增加的冻土退化和消融量目前不是湖泊水量增加的主要因素.     

乌鲁木齐河源1号冰川雪坑δ^18O剖面特征与气候的关系

2004年10月至2005年9月,在天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区采集了16组雪坑样品。利用雪坑中δ18O资料,分析干季和湿季冰川雪坑δ18O剖面特征与气候的关系。结果表明：δ18 O变化主要集中在雪坑上部,在距底部附加冰130 cm以下变化不大,且维持在较高值。其中,干季雪层剖面上部基本反映了积累期温度的变化,湿季不...     

1960-2009年中国天山现代冰川末端变化特征

基于冰川定位观测、野外考察、航空摄影、遥感影像和地形图分析方法,研究了1960-2009年中国天山8条冰川末端变化特征。结果表明：1960-2009年,在天山地区气温与降水呈上升趋势的背景下,8条冰川均处于退缩状态,退缩速率由西向东逐渐减缓,其变化幅度因气候环境、地理位置、冰川规模和冰川形态等的不同而存在明显的区域性与阶段性差异。其中,乌鲁木齐河源1号冰川1962-1973年冰川末端退缩速率为5.96 m•a^-1,1973-1980年为3.28 m•a^-1,1980-1993年为3.93 m•a^-1,在1993年完全分离成东、西两支独立的冰川;博格达峰四工河4号冰川末端1962-1981年退缩速率为6 m•a^-1,1981-2006年为8.9 m•a^-1,2006-2009年为13.3 m•a^-1。表碛覆盖的青冰滩72号冰川和74号冰川末端1964-2009年退缩速率分别为41 m•a^-1和30 m•a^-1,远较无表碛覆盖的庙儿沟平顶冰川退缩迅速（1972-2007年冰川末端退缩速率为2.32 m•a^-1）。表面特征（表碛）亦是造成冰川变化差异的一个主要原因。     

托木尔峰青冰滩72号冰川流域同位素特征及径流分割研究

利用2010年8月在托木尔峰青冰滩72号冰川流域采集的不同水体样品,分析了典型冰川流域的氢氧同位素变化特征,并进行了初步的径流分割研究.结果表明,青冰滩72号冰川流域河水、冰川融水、降水中δ18O和δD含量存在显著差异;根据河水、冰川融水和降水中δ18O和δD比值关系,得出托木尔峰青冰滩72号冰川流域河水由冰川融水和降水组成;在夏季洪水期,进一步通过二元分割模型计算得出,冰川融水所占比率为74.8％,降水所占比率为25.2％,冰川融水是托木尔峰青冰滩72号冰川流域径流的主要补给来源.     

天山一号冰川岩面生地衣群落主要种群生态位特征的研究

为了查明天山一号冰川岩面生地衣群落主要种群对环境资源的利用特点及其分布格局,沿海拔梯度设立15个样方,利用生态位宽度和生态位重叠指数,分析了30种岩面生地衣的生态位特征,并以生态位重叠值为指标,应用聚类分析和主坐标排序法对它们进行了分类,用最小生成树对其种间关系进行分析。结果表明:大部分的岩面生地衣生态位宽度属于中等偏窄,其中丽石黄衣Xanthoria elegans(Link) Th. Fr.和地图衣Rhizocarpon geographicum(L.) DC.的Shannon-Wiener和Levins生态位宽度指数最大,广泛的分布在研究区不同海拔的各个样方,对环境适应能力强,对群落结构具有重要作用。研究区地衣种对间生态位重叠现象普遍,但大部分重叠值偏低,物种间形成了生态位的分化,且生态位宽度和生态位重叠值之间无明显相关。最小生成树反映了地衣种对间在生境因子上的相似性,与聚类分析和主坐标排序结果一致,将30种岩面生地衣分成3个生态类群。     

Effect of topography on the changes of Urumqi Glacier No. 1 in the Chinese Tianshan Mountains

Topography plays an important role in determining the glacier changes. However, topography has often been oversimplified in the studies of the glacier changes. No systematic studies have been conducted to evaluate the relationship between the glacier changes and topographic features. The present study provided a detailed insight into the changes in the two branches (east branch and west branch) of Urumqi Glacier No. 1 in the Chinese Tianshan Mountains since 1993 and systematically discussed the effect of topography on the glacier parameters. This study analyzed comprehensive recently observed data (from 1992/1993 to 2018/2019), including mass balance, ice thickness, surface elevation, ice velocity, terminus, and area, and then determined the differences in the changes of the two branches and explored the effect of topography on the glacier changes. We also applied a topographic solar radiation model to analyze the influence of topography on the incoming shortwave radiation (SW_in) across the entire glacier, focusing on the difference in the SW_in between the two branches. The glacier mass balance of the east branch was more negative than that of the west branch from 1992/1993 to 2018/2019, and this was mainly attributed to the lower average altitude of the east branch. Compared with the west branch, the decrease rate of the ice velocity was lower in the east branch owing to its relatively increased slope. The narrow shape of the west branch and its southeast aspect in the earlier period resulted in a larger glacier terminus retreat of the west branch. The spatial variability of the SW_in across the glacier surface became much larger as altitude increased. The SW_in received by the east branch was slightly larger than that received by the west branch, and the northern aspect could receive more SW_in, leading to glacier melting. In the future, the difference of the glacier changes between the two branches will continue to exist due to their topographic differences. This work is fundamental to understanding how topographic features affect the glacier changes, and provides information for building different types of relationship between the glacier area and ice volume to promote further studies on the basin-scale glacier classification.     

Multi-decadal variations in glacier flow velocity and the influencing factors of Urumqi Glacier No.1 in Tianshan Mountains,Northwest China

Urumqi Glacier No. 1 is a representative glacier in the inland areas of Central Asia and is the only Chinese reference glacier in the World Glacier Monitoring Service. In this study, we explored multi-decadal variations in the flow velocity of the glacier and the influencing factors based on continuous field observations and path coefficient analysis. Results show that the glacier flow velocity decreased from 5.5 m/a in 1980/1981 to 3.3 m/a in 2010/2011. The annual variation in the direction of glacier flow velocity in the western branch and eastern branch was less than 1°–3°, and the change of glacier flow velocity in the western branch was more dramatic than that in the eastern branch. Glacier flow velocity was influenced by glacier morphology(including glacier area, glacier length, and ice thickness), glacier mass balance and local climate conditions(air temperature and precipitation), the glacier morphology being the leading factor. The long-term flow velocity data set of Urumqi Glacier No. 1 contributes to a better understanding of glacier dynamics within the context of climatic warming.     

天山1号冰川冻原植被带种子植物区系

新疆天山１号冰川附近冻原植被带有野生种子植物１９科４６属６６种。通过该地植物的区系分析，表明该地区的植物区性质明显温带性，且以北温带成分为主，地理成分复杂，３７个分布区类型和５个变型。     

Ice thickness distribution and volume estimation of Burqin Glacier No. 18 in the Chinese Altay Mountains

Information on the thickness distribution and volume of glacier ice is highly important for glaciological applications; however, detailed measurements of the ice thickness of many glaciers in the Chinese Altay Mountains remain lacking. Burqin Glacier No. 18 is a northeast-orientated cirque glacier located on the southern side of the Altay Mountains. This study used PulseEKKO^® PRO 100A enhancement ground-penetrating radar (GPR) to survey the ice thickness and volume of Burqin Glacier No. 18 in summer 2018. Together with GPR surveying, spatial distributed profiles of the GPR measurements were concurrently surveyed using the real-time kinematic (RTK) global navigation satellite system (GNSS, Unistrong E650). Besides, we used QuickBird, WorldView-2, and Landsat TM to delineate accurate boundary of the glacier for undertaking estimation of glacier ice volume. GPR measurements revealed that the basal topography of profile B1-B2 was flat, the basal topography of profile C1-C2 presented a V-type form, and the basal topography of profile D1-D2 had a typical U-type topographic feature because the bedrock near the central elevation of the glacier was relatively flat. The longitudinal profile A1-A2 showed a ladder-like distribution. Glacier ice was thin at the terminus and its thickness increased gradually from the elevation of approximately 2620 m a.s.l. along the main axis of the glacier tongue with an average value of 80 (±1) m. The average ice thickness of the glacier was determined as 27 (±2) m and its total ice volume was estimated at 0.031 (±0.002) km³. Interpretation of remote sensing images indicated that during 1989-2016, the glacier area reduced from 1.30 to 1.17 km² (reduction of 0.37%/a) and the glacier terminus retreated at the rate of 8.48 m/a. The mean ice thickness of Burqin Glacier No. 18 was less than that of the majority of other observed glaciers in China, especially those in the Qilian Mountains and Central Chinese Tianshan Mountains; this is probably attributable to differences in glacier type and climatic setting.     

托木尔峰冰川径流中悬移质粒度特征

利用2008年8月天山托木尔峰青冰滩72号冰川的考察资料,应用数理统计等方法,对该冰川区径流中悬移质粒度特征进行分析.结果表明:冰川径流中悬移质以细颗粒物质为主,且各个粒度组分含量变化幅度较大,粒度组成中约68%的颗粒物粒径小于63 μm,32%的颗粒物粒径大于63 μm,粒径小于4μm颗粒物占1.34%,粒度分布为双...     

乌鲁木齐河源1号冰川水文断面不同时间尺度径流估算

通过对乌鲁木齐河源1号冰川水文断面实测径流量与气象数据进行相关性统计,分析不同时间尺度下径流变化的主要影响因素,建立四种径流模型,并通过比较不同模型间的差异定性分析不同气象因素对径流变化的贡献,可得出以下结论:1)在日尺度上,径流变化受气温影响最大,其次是太阳辐射和相对湿度;旬、月尺度上,影响径流的主要因素仍为气温,其他因素的影响较小;夏季尺度上,气温和降水共同影响径流的变化。2)对于日径流模拟,其低值和波动趋势能够得到较好的模拟,但峰值部分模拟不够,相关系数为0.71,标准误差为2.37mm;旬、月和夏季径流模拟精度比日尺度有明显提高,相关系数分别为0.79,0.83和0.80。以上结论可为长时间序列冰川径流的动态变化模拟和监测提供科学参考。