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近 50 年来冰川变化的时空格局及其原因
广义的冰川变化研究,包括冰川物理属性、冰川化学成分以及冰川侵蚀、沉积地貌过程的变化等多个方面。现代冰川变化研究,大多考虑冰川变化与气候、水文过程之间的关联,因此更多地关注冰川平衡线高度、面积、物质平衡、长度、积累区范围以及冰川温度等方面的研究。考虑到目前青藏高原及周边地区冰川观测与研究资料的限制,这里仅对冰川平衡线高度、面积、物质平衡这 3 个要素过去几十年的变化进行分析和讨论,并在宏观尺度上对青藏高原及周边地区冰川面积和物质平衡变化的空间格局特征进行系统综合分析。
冰川平衡线高度变化
冰川平衡线高度是冰川上年物质积累与年物质损耗相等位置处的海拔高度。冰川前进、退缩或消亡的命运直接由冰川平衡线高度变化决定。相对于冰川稳定态或物质平衡为零时的平衡线高度而言,如果平衡线高度升高,那么冰川就会因消融增强而退缩,而且当冰川平衡线高度升高并超过冰川顶部时,冰川将会最终消亡;反之,如果平衡线高度下降,冰川就会因物质积累增多而前进。与冰川的其他特征参数(如长度、面积等)变化相比,平衡线高度变化是气候变化最直接的反映。冰川平衡线高度只能通过实地观测和计算才能获得。
在全球范围内,具有 50 年以上长期连续观测记录的冰川其数量不足 40 条。在整个青藏高原及周边地区,只有天山乌鲁木齐河源 1 号冰川和图尤克苏冰川、祁连山七一冰川和阿尔泰山小阿特鲁冰川等少数几条监测冰川具有长期的观测记录。这些监测冰川的观测结果表明,近几十年来它们的平衡线高度均呈上升趋势。例如,乌鲁木齐河源 1 号冰川和图尤克苏冰川的平衡线高度在 1960—2013 年时期分别升高了约 116 米和 80米,小阿特鲁冰川平衡线高度在1983—2007 年时期升高了约 142 米,七一冰川平衡线高度在过去 50 年间的上升量超过了 250 米,并且 2016 年其平衡线高度接近该冰川的顶部。由于青藏高原及周边地区监测冰川的数量极其有限,目前无法获得该区域平衡线高度变化的空间特征。今后应该在青藏高原及周边地区不同山区开展冰川监测工作,同时利用遥感资料开展冰川雪线高度的重建工作,以充分揭示青藏高原及周边地区平衡线高度/雪线高度的时空变化特征,为高海拔气候变化重建和冰川变化原因分析提供科学基础。