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2019年阿尔泰山站工作进展

时间:  2020-02-26 10:20  点击:   次
 
2019年,阿尔泰山站野外工作有序进行,各项野外工作进展顺利。主要进展如下:
1. 木斯岛冰川物质平衡观测
冰川物质平衡是指单位时间内冰川上以固态降水形式为主的物质收入(积累)和以冰川消融为主的物质支出(消融)的代数和,也称物质收支或冰量平衡。木斯岛冰川的物质平衡观测始于2014年夏季,2019年阿尔泰山站物质平衡观测组参照wgms观测规范,利用德产heucke新型蒸汽钻,于该冰川表面布设花杆22根,共8排(a-i),除a、b两排外,每排均为3根,每排的海拔间距约为50m。辅以积累区的雪坑观测,构成木斯岛冰川的物质平衡观测网络,实现对本年度的物质平衡观测(图16和图17)。最终基于冰面物质平衡观测资料,采用等高线与等值线结合的方法获取了本年度的冰川物质平衡。
 

图16 木斯岛冰川物质平衡观测网络
 

图17 木斯岛冰川物质平衡观测
 
2. 3d激光扫描仪监测dem及流速
riegl vz-6000型地基三维激光扫描仪具有高分辨率、观测范围大、数采速度快、全天候作业、便携等优点,是目前国际上开展冰川尺度观测的绝佳仪器。依据大地测量法计算冰川物质平衡,根据两期dem差值获取冰川体积变化,结合密度数据计算的得到冰川物质平衡,最高可以开展日尺度冰川物质平衡观测,同时可通过dem数据获取冰川末端所处位置。riegl vz-6000测量冰川运动速度的方法一是使用相似点匹配;二是根据冰川上布设在消融花杆上的标靶片进行重复测量,通过多期扫描数据获取的不同时期相似点或标靶片位置,根据时间和位移即可计算冰川在任意时段的运动速度。木斯岛冰川的3d激光扫描观测始于2015年,共两个测站,可获取高分辨率的冰面高程数据(图18)。
 

图18 3d激光扫描仪观测
 
3. 冰川表面反照率观测
太阳净辐射为冰川消融提供最主要的能量源,而冰川反照率的大小直接决定了其表面所吸收的太阳辐射能的多少,控制冰川表面与大气层之间的能量交换过程。冰川反照率的传统观测主要依赖于安装在气象站上的总辐射量表或便携式的光谱辐射仪。由于冰面状况复杂多变,冰面反照率无论在时空上存在较大变率,气象站的观测仅能提供冰川表面有限范围的反照率,难以满足分布式物质平衡模型的需要。
2019年8月,阿尔泰山站科研人员利用asd fieldspec 4双光束光谱同步测量系统对木斯岛冰川的表面反照率进行了观测,采集了冰川不同位置处的表面反射光谱曲线(图19)。通过计算其反照率值,一方面为遥感反演反照率提供地面验证数据;另一方面,也可为冰川能量物质平衡模型中反照率参数化提供基础参数。此次观测数据显示,雪面反照率为0.75-0.98,平均为0.89。
 

图19 asd fieldspec 4双光束光谱同步测量系统观测冰川反照率
 
4. 梯度气象观测
为了加强萨吾尔山地区的气候变化监测,阿尔泰山站沿海拔梯度建立了区域气象梯度观测体系(图20)。该观测体系分为3个部分,分别为吉木乃基本站区标准气象综合观测场、木斯岛冰川海拔3400m处全分量自动气象观测场,距冰川6 km处的高山区气象综合观测场。同时与吉木乃县气象局签署了资料共享协议,可充分利用气象局已有的气象观测网络,强化该区域的气象监测。该观测体系基本上可反映从平原地区至冰面各常规气象要素的梯度变化。2019年观测人员对各观测场的进行了全面维护,以保证气象资料的记录与采集。
 

图20 阿尔泰山站-吉木乃气象梯度观测场
 
5. 储雪技术
储雪可以有效的减少夏季制冷过程中的能源消耗与环境污染、提前开启滑雪运动从而延长整个雪场的营业时间以及保证冬奥会及其他冰雪运动赛事的顺利举办。储雪是指按照低环境影响和经济性原则,利用绝热保温材料以巨型雪堆的方式将上个冬季的雪贮存起来以度过夏季。2019年5月,阿尔泰山站首次在木斯岛冰川附近海拔2915米处展开高山储雪实验(图21),获得了在外界气象条件影响下的保温层内部温度响应及融化情况,为储雪方案的评估以及雪堆融化量的普适性模拟研究提供了宝贵的数据。
 

图21 高山储雪实验场

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