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期刊信息/Journal information
冰川冻土
冰川冻土

程国栋

双月刊

1000-0240

edjgg@lzb.ac.cn；　shenyp@lzb.ac.cn

0931-4967248

730000

兰州市东岗西路320号 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所《冰川冻土》编辑部

冰川冻土/Journal Journal of Glaciology and GeocryologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国冰、雪、冻土和冰冻圈研究领域唯一的学报级期刊，支持在冰、雪、冻土和冰冻圈及全球变化基础研究和应用研究中具创造性，高水平和面向国民经济建设的新思想，新观点,新方法和新学说，为寒区国民经济建设服务。内容有：冰、雪、冻土的性质、过程及其控制；冰冻圈的资源与环境；冰冻圈与其他圈层的相互作用；寒区水文水资源； 寒区生态与建设；全球变化；寒区工程与减灾、防灾；寒区生物学；先进技术的应用。
正式出版
收录年代

    石冰川形成机制、运动特征及水文效应研究进展

    周宇李国玉马巍金会军...
    409-422页
    查看更多>>摘要：石冰川是含冰的舌状或叶状多年冻结地质体,广泛分布于全球范围内的高海拔和高纬度冰缘区,是多年冻土边界的重要代用指标.活动型石冰川沿山谷/坡向下缓慢蠕动,其活动性在全球变暖背景下逐渐增强,成为一种日益重要的寒区地质灾害.此外,石冰川内部含有大量冰体,是干旱与半干旱地区一种重要的淡水资源.基于国内外研究进展,将石冰川分为倒石堆型、岩屑覆盖型、冰碛型、昆仑山型,并分别讨论了不同类型石冰川的形成机制.石冰川的运动主要由多年冻土蠕变、冻胀融沉、整体前进,以及岩屑与冰的补给等过程组成,其时空变化主要受到气候条件、地形环境、内部结构,以及外力作用等多种因素的共同影响.石冰川对全球变暖的响应主要表现为地温增加引起的局部区域运动加速或失稳以及多年冻土融化导致的石冰川失活.在冰川退缩及季节性积雪持续时间缩短背景下,冰碛型石冰川表面的岩屑覆盖层作为保温隔热层,可以保护下伏冰体减缓融化,延缓和降低石冰川对气候变化的响应,成为干旱与半干旱地区一种日益重要的水资源.我国目前已有超过13511条石冰川纳入编目,总面积超过945.51 km2,但仍然十分缺乏系统性的石冰川编目及长期的现场监测和模型研究.

    石冰川多年冻土气候变化冰缘地貌寒区地质灾害

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    1980-2020年青藏高原积雪时空变化特征

    黄晓东马英李雨馨杨霞礼...
    423-434页
    查看更多>>摘要：青藏高原是气候变化的敏感区,其积雪在区域水文循环和气候系统中具有重要作用.本文利用1980-2020年逐日无云积雪覆盖遥感数据,分析了该地区近40年的积雪面积、积雪覆盖日数的分布特征和变化趋势.结果表明:青藏高原地区积雪分布具有明显的空间分异和垂直地带性分布特征,阿姆河流域、印度河流域、塔里木盆地、恒河流域、怒江流域和雅鲁藏布江流域的高海拔山区是积雪广泛分布的地区.在水文年内,高原地区积雪覆盖率呈单峰变化,8月上旬积雪面积最小,1月中下旬达到最大,分别占高原总面积的5.2%和38.6%;40年间,高原地区平均积雪面积以3.9×104 km2·(10a)-1的趋势显著减少(P<0.05);积雪覆盖日数以0.47 d·a-1的趋势显著减少,高原71.4%的区域积雪覆盖日数呈减少趋势,呈显著减少的区域约占55.3%;17.1%的区域积雪覆盖日数呈显著增加趋势,且主要分布在5200 m以上的高海拔山区,在海拔5200～5900 m之间的区域,积雪覆盖日数的增加率随海拔升高而增加.

    青藏高原积雪时空变化遥感

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    新疆季节性积雪对地表温度的影响

    王升第曹斌郝建盛孙文...
    435-445页
    查看更多>>摘要：在气候变暖背景下,土壤热状态的变化正对土壤中发生的物理、化学以及微生物过程起着至关重要的作用.土壤热状态通常由气温主导,并受到植被、积雪、土壤性质等局部因素控制.积雪改变了大气与土壤之间的能量交换,对冷季土壤热状态起到了决定性作用.本文基于新疆地区中国气象局77个观测站点逐日的积雪深度、气温、地表温度(土壤0 cm处)数据,利用统计分析与数值模拟方法,综合探究了新疆地区季节性积雪对土壤温度的影响,同时揭示了新疆地区积雪对土壤热状态影响的原理机制.结果表明,2005-2020年新疆地区77个气象站点冷季地表温度、气温、积雪深度、地气温差在空间上的分布具有一致性.2005-2020年稳定积雪站的冷季(10月—次年3月)平均雪深为5.9 cm,平均气温为-4.6℃,平均地表温度为-1.3℃.而非稳定积雪站平均气温为1.4℃,平均地表温度为2.4℃.地气温差受积雪深度的控制,积雪每增加1 cm,地气温差增加0.26℃.拟合结果显示,气温每增加1℃,当积雪深度为 5 cm时,地表温度增加0.57℃;当积雪深度为30 cm时,地表温度增加0.20℃.进一步选取典型稳定积雪站阿勒泰站开展了2008年积雪年(2008年7月1日—2009年6月30日)的模拟试验,结果表明,当积雪密度从200 kg∙m-3增加至400 kg∙m-3时,积雪下方平均地表温度升高2.2℃;在保持2008年模拟时段积雪深度相同的情况下,降雪提前、降雪推迟、控制组三种情景的模拟结果显示,阿勒泰站2008年积雪期的平均地表温度分别为-2.7℃、-5.5℃、-3.6℃,表明降雪发生的时间越早,地表温度越高.

    地表温度积雪积雪保温效应新疆

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    1996-2021年格陵兰冰盖表面融化时空变化分析

    肖倩雨周春霞刘勇
    446-455页
    查看更多>>摘要：格陵兰冰盖的表面融化通过物质平衡影响全球海平面上升,同时也是气候变化的灵敏指示器.本文基于增强分辨率的被动微波日亮温数据,使用自动气象站的气温记录,评估了进行冰盖表面融化探测的改进的亮温日较差(Advanced Diurnal Amplitude Variations,ADAV)方法和另外4种常用方法(M+30 K、ALA、MEMLS1和MEMLS2)的探测效果,通过总体精度和Kappa系数证实了ADAV方法探测冰盖表面融化的可行性与可靠性.在此基础上,基于ADAV方法进一步分析格陵兰冰盖表面融化的时空变化特征,发现1996-2021年格陵兰冰盖所有区域都发生过表面融化,融化最剧烈的区域分布于冰盖边缘,南部较北部融化范围更大、融化天数更多.极端融化事件导致冰盖融化范围波动较大,而融化指数呈现增长趋势,增长速率为5.24×105 d·km2·a-1.且表面融化具有向内陆高海拔地区扩张的趋势,融化天数为11～30 d、31～50 d、51～70 d的区域,26年间的平均高程都发生了显著的增长,增长速率分别为13.06 m·a-1、9.30 m·a-1和11.20 m·a-1.格陵兰冰盖的表面融化与格陵兰阻塞显著相关,2012年和2019年异常的融化指数指示着异常的格陵兰高压阻塞情况.表面气温上升在冰盖南穹对表面融化起到促进作用.

    格陵兰冰盖表面融化被动微波改进的亮温日较差法格陵兰阻塞

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    阿拉斯加特纳冰川近期跃动特征分析

    马致远蒋宗立刘时银上官冬辉...
    456-467页
    查看更多>>摘要：特纳冰川是阿拉斯加地区的短周期跃动型冰川.针对该冰川的研究多基于光学遥感图像进行,未能获得详细的运动速度和表面高程变化信息,其跃动过程及控制机制仍需深入研究.本文使用Sentinel-1A、TerraSAR-X/TanDEM-X、ICESat-2、Landsat等多源遥感数据,获取特纳冰川2019-2021年跃动期间表面流速、表面高程以及冰川末端位置变化.结果表明:特纳冰川自2018年12月—2019年7月发生微跃动,于2020年2月进入快速运动期,表面流速大幅增加,期间峰值流速达(18.85±0.05)m·d-1;2021年8月,冰川流速急剧下降后趋于平静.跃动期间,冰川积蓄区物质向下迁移,最大减薄约(105.18±4.18)m;下游接收区隆起,最大增厚约(60.25±4.18)m,末端向前推进(222±30)m.较高的峰值流速、较短的活跃期以及季节性流速变化证明特纳冰川可能受冰下水文机制控制.结合现有数据及文献,特纳冰川距上次跃动时间间隔约为6年.北流线距末端约27 km的类凹槽底部地形结构以及冰瀑布(LN≈23 km)使得冰川积蓄区物质在跃动后可快速积累;冰川末端接海很可能使得冰川末端发生崩解或底部消融加快,从而导致接收区加速减薄.推测降水丰富引起的较高物质积累率以及底部地形结构导致特纳冰川积蓄区快速恢复、接收区迅速减薄,从而导致其跃动周期极短.

    冰川跃动冰川表面流速偏移追踪冰川表面高程特纳冰川

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    1850-2100年北极阿拉斯加地区最大河冰厚度时空变化特征

    杨瑞敏周茅先
    468-479页
    查看更多>>摘要：在极地放大效应的影响下,北极气温以较全球平均更快的速度变暖,从而导致了北极冰冻圈系统的剧烈变化.河冰是北极冰冻圈系统的重要组成部分,是气候变化的敏感指示器,同时影响当地的生态、水文和多年冻土等.本研究利用Stefan方程,使用实测河冰厚度数据、CMIP6历史实验数据和四个未来情景(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)的1850-2100年近地表日气温数据,建立了阿拉斯加地区1850-2100年最大河冰厚度,并分析其时空变化特征.研究表明:阿拉斯加地区多年平均最大河冰厚度呈现南薄北厚的特点;在东西方向上,1850-2000年的平均最大冰厚呈现东薄西厚的特点,但未来100年在东西方向上无显著差异(P<0.05).1850-2100年阿拉斯加地区最大河冰厚度整体上呈显著下降趋势.其中,1850-2014年下降速率为(-0.72±0.25)cm·(10a)-1(P<0.05);随着社会脆弱性的加剧和辐射强迫的增强,2015-2100年阿拉斯加地区河冰减薄的速度明显增大,在SSP126、SSP245、SSP370和SSP585情景下分别为(-1.39±0.76)cm·(10a)-1、(-3.10±0.73)cm·(10a)-1、(-6.09±0.79)cm·(10a)-1和(-7.45±0.63)cm·(10a)-1(显著性均达到了P<0.05).1850-2100年最大河冰厚度的下降速率在空间上呈现出自东南向西北加快的趋势.

    河冰Stefan方程冻结指数CMIP6北极阿拉斯加

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    阿尼玛卿山冰川跃动基本特征研究

    郭万钦上官冬辉蒋宗立刘时银...
    480-496页
    查看更多>>摘要：已有研究表明阿尼玛卿山地区有4条跃动冰川,其中西坡晓玛沟冰川的跃动已经造成4次冰川垮塌灾害.基于1977年以来Landsat和2015年以来Sentinel-2等卫星影像,以冰川末端和表面典型地物变化为主要参考,研究了阿尼玛卿山地区跃动冰川的分布和跃动事件发生、持续时间以及跃动周期等基本特征.结果显示,阿尼玛卿山地区有多达11条跃动冰川(包括分支冰川),条数和面积分别占2022年该地区冰川总条数和总面积的约10%和约66%.1986年以来,阿尼玛卿山地区已经发生了17次冰川跃动事件,其中曲什安22号和切木曲23号冰川的跃动目前仍在进行中.西坡晓玛沟冰川2000年以来的频繁跃动已造成5次不同规模的冰川垮塌灾害事件,其中2021年的跃动和垮塌事件此前未被报道.此外,尚有7条冰川在1986年以来某些时段有微弱前进现象,疑似也发生了一定程度的跃动,条数和面积分别占2022年阿尼玛卿山地区冰川总条数和总面积的约6%和约13%.研究结果还显示,阿尼玛卿山冰川的跃动表现为以慢速跃动为主的特征,并且多具有50年以上的跃动周期.在1990年以来的气候变暖背景下,维格勒当雄冰川和哈龙冰川的跃动特征发生了较明显的改变,表现为跃动幅度变小、跃动速度降低.同时,多条冰川积累区陡峭后壁产生大范围冰崩,冰川不稳定性增加.气候变暖还可能已导致玛卿岗日冰帽稳定性的降低,对晓玛沟和维格勒当雄等外溢冰川的跃动和垮塌产生一定影响.

    阿尼玛卿山冰川跃动冰川垮塌灾害集群分布

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    基于OGGM模型的萨吾尔山冰川面积和储量预估

    赵卫博李忠勤牟建新李宏亮...
    497-508页
    查看更多>>摘要：基于全球开放冰川模型(OGGM),结合第六次气候模式比较计划(CMIP6),在5种气候模式(BCC-CSM2-MR、CESM2、CESM2-WACCM、FGOALS-f3-L、NorESM2-MM)模拟的 3 种气候情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5)下,系统分析了萨吾尔山冰川2020-2100年间面积和储量的变化.结果显示,3种气候情景下,萨吾尔山冰川面积和储量都呈现退缩趋势,其中SSP5-8.5气候情景下的冰川面积和储量损失最大,对应面积和储量变化为-0.154 km2·a-1和-5.11×106 m3·a-1,其次是SSP2-4.5,对应面积和储量变化为-0.150 km2·a-1和-5.05×106 m3·a-1,SSP1-2.6气候情景下面积和储量损失最小,面积和储量变化为-0.139 km2·a-1和-4.93×106 m3·a-1.萨吾尔山中国境内冰川面积和储量变化要大于哈萨克斯坦境内,其中冰川面积变化基本符合从相对平稳到快速变化,最后再放缓的过程,但是储量变化相对平缓.2020-2050年间,萨吾尔山冰川主要以冰川减薄为主;2050-2100年间,该地区冰川主要以冰川面积退缩为主.截至2060年,萨吾尔山47.8%的冰川将会退缩,该比例在2080年将上升至78.2%.

    萨吾尔山冰川面积冰川储量OGGMCMIP6预估

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    基于观测数据的全球大气冻融指数变化研究

    陈聪彭小清李璇佳田伟伟...
    509-520页
    查看更多>>摘要：冻融指数是气候变化的一个重要敏感指示器,被广泛应用于冻土变化研究中.研究全球范围内冻融指数的空间分布特征与时间变化趋势,可为全球冻土环境评估、工程建设以及应对气候变化提供依据.本文基于1973-2021年覆盖全球陆地且超过14000个站点的逐日气温观测数据,计算大气冻融指数并分析其时空变化特征,探讨其与地理因子的关系.研究结果表明:近49年全球平均冻结指数为610.8℃·d,最大值为19653.3℃·d,北半球(667.9℃·d)大于南半球(152.4℃·d);全球平均融化指数为4709.6℃·d,最大值为11217.0℃·d,北半球(4444.5℃·d)小于南半球(6927.3℃·d).空间上,近赤道等低纬地区的站点冻结指数基本为0℃·d,融化指数为0℃·d的站点仅出现在南极洲和格陵兰岛.冻融指数受纬度和海拔的双重影响,且具有明显的气候带分布特征.全球站点的冻结指数以平均6.4℃·d·a-1的速率下降,而融化指数以平均14.0℃·d·a-1的速率呈上升趋势;但在21世纪初冻融指数变化均趋于平缓.在1973-2021年间,全球范围内冻结指数平均减少了36%(净变化为-160.2℃·d),冷温带气候带下的高纬地区平均减少了68%;全球融化指数平均增加了11%(净变化为437.5℃·d),而冷温带气候带下的高纬地区平均增加了16%.冻融指数的长时间变化趋势反映了全球正在不同程度地变暖,高纬高海拔地区尤为强烈,且冷季增温趋势比暖季更大.

    大气冻融指数全球时空变化气候变化

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    青藏高原和环北极冻土变化研究进展

    彭小清田伟伟李璇佳杨光尚...
    521-534页
    查看更多>>摘要：青藏高原和环北极地区的共同特征之一是大面积冻土的存在,冻土的过去变化及未来预估对于三极联动研究具有重要意义,同时也是全球气候变化研究中备受关注的热点问题之一.基于已发表文章和评估报告,本文系统地梳理了青藏高原和环北极地区多年冻土面积、年平均地温(MAGT)、活动层厚度(ALT)、近地表冻融状态和冻深五个方面的研究结果.研究表明:基于不同方法,总体上,多年冻土面积减少、MAGT增温、ALT增大、冻结天数减少、冻深减薄,但不同方法模拟结果存在一定的差异性.在未来的研究中,可加强冻土监测,深化冻土物理过程认识、冻土与气候及环境之间的相互作用机制、模型中考虑冻土横向热流的影响,进而为未来更高精度冻土模拟预估提供数据、方法支撑.本研究中的总结可为未来冻土变化研究提供一定的思路,为寒区工程建设提供参考,进一步认识冻土环境变化可能带来的灾害等,强调冻土环境保护.

    环北极青藏高原冻土气候变化

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