冷龙岭冰川表面沙尘及冰川近期变化研究

冷龙岭冰川表面沙尘及冰川近期变化研究

冰川是气候的产物,冰川的积累和消融强度受降水和气温的控制,因此,近些年冰川变化普遍被认为与全球气候变化和水文循环密切相关。冰川消融大部分发生在冰川表面,一般来说,在冰川消融过程中,融化是主要过程,蒸发并不重要,因为冰的蒸发潜热远远大于溶解热。根据冰川消融期能量平衡组成的观测结果,引起冰川消融的最主要原因是太阳辐射,其次才是大气与冰川的感热交换。 冰川变化的研究重点是冰川表面的能量平衡和物质平衡的研究,然而,冰川表面的反照率却是影响能量平衡和物质平衡的重要因素。冰川表面的沙尘物质能够有效的降低冰川的反照率,增加对太阳辐射能量的吸收,进而引起冰川表面能量平衡和物质平衡的改变。因此,研究冰川表面沙尘物质的组成、数量、分布特征以及迁移规律对于冰川变化的研究意义重大。 本文选择冷龙岭地区作为研究区域,利用Landsat ETM+遥感影像对该地区的冰川边界进行自动提取,并与第一次冰川编目的数字化结果进行比较,获取了冰川面积变化信息;进而,对冷龙岭主峰岗什卡冰川消融区表面的沙尘物质进行采样,并对有机质含量以及粒度组成进行实验室分析,同时采用野外便携式光谱仪对冰川消融区表面的光谱反照率进行测量,计算冰面和粒雪面的反照率值,最后利用冰川表面能量平衡方程估算反照率变化和气温变化对冰川消融的影响。主要得到以下结论: 1.冰川表面的沙尘物质由无机的矿物颗粒和有机质组成,其中一些特殊的微生物可以将矿物颗粒和其他有机质粘连在一起,形成团状颗粒,这些颗粒具有一定的凝聚力,不易压碎,一般晃动液体不会破坏这种团状结构。 2.冰川表面沙尘中的无机矿物颗粒通常认为是由风成沉积物和冰川磨蚀作用产生的颗粒物组成;沙尘样品的粒度分析结果表明,整个样品的粒度组成以粉砂为主,砂和粘粒含量相对较少。 3.沙尘中的平均有机质含量随着海拔高度的变化而变化,原因是随着海拔高度的变化,微生物的生存条件也发生变化,这表明,沙尘中有机质的含量与微生物的活动关系密切。 4.在波长为550～1000nm之间,冰川表面的光谱反照率大体上随着波长的增加而降低。根据测量结果计算得到,冰面的反照率范围为0.12～0.49,粒雪面的反照率范围为0.67～0.72;冰面的反照率明显低于粒雪面的反照率。 5.冷龙岭地区2002年的冰川面积为73.17km~2;自第一次冰川编目时期(1956～1973年)至2002年间,该地区冰川面积萎缩了29.85km~2,相对变化量为-28.97%,年平均萎缩幅度为0.77km~2,年平均萎缩率为0.74%。 6.根据消融期冰川表面能量平衡方程的估算,冰川表面反照率变化0.1引起的能量变化大约相当于温度变化2.7K,这表明,冰川表面的反照率变化对能量平衡方程的影响大于气温变化的影响。冰川表面反照率受到表面沙尘的数量以及性质等因素的影响,因此,在全球气候变暖的大背景下,冰川表面沙尘物质的增多,导致反照率的降低是引起冰川消融加速的主要原因。