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天山冰川站

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2014年天山冰川站工作进展

时间:  2014-12-22 09:10  点击:   次
    2014 年天山站各项野外工作开展顺利,主要集中在以下几个方面:
    1. 乌鲁木齐河源 1 号冰川三维激光扫描仪测量工作
    2014 年天山站采购国内第一台 riegl vz-6000 三维激光扫描仪,该扫描仪基于数字化回波和在线波形分析功能,可以实现高达 6000 m 的超长距离测距能力,甚至可以在沙尘、雾天、雨雪天等能见度较低的情况下使用,并进行多重目标回波的识别。10 月份使用该仪器在 1 号冰川进行了首次测量(图)。测量过程中在 1 号冰川末端架设了 3 站,初步获取了 1 号冰川完整的剖面地形沉降(包括主流线)、高精度的数字地面模型以及由数字地面模型衍生而来的各种地形参数、水文参数(地面粗糙度、坡度、坡向等等)。该仪器的应用有助于物质平衡由点到面的观测。
  
乌源1号冰川架设的三维激光扫描仪
 
 
天山站工作人员操作三维激光扫描仪
 
    2.萨吾尔山脉木斯岛冰川观测工作进展
    在全球变暖背景下,萨吾尔山脉的大多数冰川开始出现严重退缩,引发了该区域一系列的生态环境危机(图)。应阿勒泰地区吉木乃县邀请,天山站在 2014 年 1 月和 8 月两次对萨吾尔山脉的木斯岛冰川(n47°03'41.26"; e85°38'1.78"; 冰川末端海拔 3150 m)进行了考察 (图)。考察发现 2013 年该冰川面积为 3.15 km2,自 1977 年以来面积退缩约 0.82 km2。雷达测厚显示冰体平均厚度约 80.89 m,最大厚度 125.82 m。初步估算得出冰川冰舌区的平均厚度和冰储量分别为 60.5 m 和 0.195 km3。基于雷达测厚结果,发现该冰川体积减少约 44.6%。8 月份考察发现木斯岛冰川消融比较强烈,当月冰川消融接近 1m。同时由于冰川上部粉尘较多,藻类大量繁殖,出现大片的“红雪带”。
 
 萨吾尔山位置图
 
 
2014年木斯岛冰川全貌
 
 
    3.玛纳斯河源鹿角湾冰川观测工作进展
    玛纳斯河源鹿角湾冰川(n43°53′12.5″; e85°09′20.0″; 冰川末端海拔 3360 m)位于天山北麓,在塔城地区沙湾县鹿角湾景区内(图)。该冰川是鹿角湾景区内重要的水源地和旅游业发展的必要条件,在整个玛纳斯河流域也有着重要的作用。2014 年 8 月天山站与石河子大学联合组织了 20 余人的野外考察队(图),在鹿角湾冰川挖取了雪坑,并采集了气溶胶、河水和冰尘等样品,对流域上游的自然环境状况有了初步的认识。

2014年鹿角湾冰川全貌
 

2014年玛纳斯河流域冰川科考团队
 
    4.定位监测冰川年度考察
    2014 年天山站继续对“天山冰川监测网络”中的托木尔峰青冰滩 72 号冰川(神奇峰冰川)、哈密庙尔沟冰帽、哈密榆树沟冰川、祁连山十一冰川等参照冰川开展了常规和专项观测工作。
    (1)托木尔峰地区神奇峰冰川监测点
    托木尔峰冰川区位于我国境内天山山脉的西端,是天山最大的冰川作用区及塔里木河的主要水源地,该地区冰川融水占河川总径流量的比率超过 40%。天山站在该区的参照冰川为神奇峰冰川(托木尔峰青冰滩 72 号冰川)。在 2014 的野外考察中测量发现该冰川从 2013 年 9 月到 2014 年 8 月间,冰川末端平均后退 18 m,消融强烈。
    (2)哈密榆树沟冰川和庙尔沟冰帽监测点
    2014 年对哈密榆树沟冰川和庙尔沟冰帽继续开展了常规的物质平衡和冰川变化观测。本年度观测发现,榆树沟冰川末端较 2013 年 7 月退缩 16 m。野外考察期间,在榆树沟冰川和庙尔沟冰帽积累区挖取雪坑,采集雪样,并同时采集了冰川区的降水、冰川表面融水及末端河水,对冰川区自然环境变化进行系统监测。为了定量分析冰川融水对河川径流的贡献量,在榆树沟河、伊吾河、故乡河及头道沟等水系采集了 4~9 月的河水和降水样品。
    (3)祁连山十一冰川监测点
    截止 2014 年 10 月,对黑河上游葫芦沟流域“十一冰川”已连续开展了 5 年的观测。获取了年度物质平衡数据和消融期 7~8 月份日物质平衡及能量平衡观测数据,同时在冰川运动速度、厚度、温度及雪冰化学等方面也积累了一定的观测数据。基于长期观测和模拟预估,揭示了流域尺度冰川未来动态变化及其控制机理,为流域水文、水资源模式奠定基础,为黑河流域重大计划作出贡献,并为此获得了国家自然基金委主任基金资助。
 

    5. 北极地区斯瓦尔巴群岛 austre lovénbreen 冰川和 pedersenbreen 冰川考察
    2014 年 4 月参加北极地区斯瓦尔巴群岛 austre lovénbreen 冰川和 pedersenbreen 冰川的物质平衡及动力学过程观测研究。2014 年 4 月 12 日奔赴北极中国黄河站,开展了为期近一个月的野外考察研究。并于 2014 年 9 月开展了重复观测。对上述两条冰川实施了: 1)冰川冬季物质平衡观测; 2)冰川表面运动速度观测; 3)冰川温度(冰下 20 米深剖面)观测; 4)冰川 rtk-gps 表面形态测绘; 4)冰川雷达底部地形探测与实验; 5)冰川雪坑样品采集; 6)在 austre lovénbreen 冰川粒雪线附近架设综合自动气象观测站等。
    考察期间课题组还讨论了实施冰川动力学研究的方案。现场调查测量了该区多温型冰川冬季融水通道特征。并与其它国家研究站的科研人员商讨了资料共享与合作研究等事宜。明确今后需要加强的工作,一是将北极冰川监测与山地冰川更紧密结合、统一起来,包括观测内容、标准等。二是增补蒸汽钻,以强化物质平衡观测,并在冰舌前架设 t200b 雨雪量计,补充冰川区固态降水观测。
斯瓦尔巴群岛是北极最大的冰川区域之一。2004 年我国在该群岛的新奥尔松建立黄河站之后,课题负责人任贾文等曾深入了解了站区附近的冰川分布、冰川类型、距站区远近和其它国家已开展的冰川监测研究状况,根据后勤保障条件(主要是交通运输条件)和冰川学研究意义选择了 austre lovénbreen 冰川(6.2km2)和 pedersenbreen 冰川(5.6km2)作为监测对象,明确了在该地区开展冰川与气候环境变化研究的必要性和可行性。这两条冰川距黄河站区直线距离分别为 6.2 和 10 公里,相对易于到达和开展长期监测。通过该冰川的研究,旨在深刻认识北极地区冰川的物质平衡和动力过程及其对气候变化的响应。
 


图2014年春季黄河站冰川考察

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