天山冰川站在大陆性和干旱区冰川观测研究方面取得系列成果
发表日期:2021-12-01来源：
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中国科学院西北生态环境资源研究院（简称西北研究院）新疆天山冰川国家野外科学观测研究站（简称天山冰川站）定位于冰川及其作用区基础与应用基础研究，近期获得系列研究成果并在国际主流期刊发表。
山地冰川物质平衡。冰川物质平衡观测异常困难、资料弥足珍贵。为此天山冰川站长期致力于冰川物质平衡观测站点的扩展、数值模型的发展和高新技术的试验。
物质平衡模拟和重建。针对已有物质平衡模型较少考虑冰下热通量的问题，通过耦合冰川能量-物质平衡模型与多层冰温模型量化了冰下热通量对乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡模拟的影响（Yang et al., 2021, Glob. Planet. Change）（图1）。2010年，天山冰川站开启了祁连山中段十一冰川物质平衡观测工作，基于实测资料，利用发展的冰川物质平衡模型重建了该冰川1964-2017年物质平衡（Zhang et al., 2021, Clim. Dyn.）（图2）。
物质平衡观测技术。通过RTK-GNSS、无人机和地基三维激光扫描等高新技术的集成，提高了观测效率和观测数据质量，并揭示了新疆不同区域、不同类型冰川变化规律和控制因素（Li et al., 2021, J. Glaciol.; Wang et al., 2021, Remote Sens.; Xu et al., 2021, Remote Sens., Adv. Clim. Chang. Res.）。同时，围绕冰川观测技术近期获得了5项实用新型专利。
区域（流域）冰川资源调查。遥感技术是目前开展区域（流域）冰川资源调查的主要手段。近期研究基于Sentinel-1和Landsat等影像数据，分析了帕米尔高原克拉亚伊拉克冰川运动速度变化特征和跃动发生机理（Peng et al., 2021, Remote Sens.）（图3）；查明了天山艾比湖流域冰川近期变化状况（Wang et al., 2021, Remote Sens.）和天格尔峰冰川雪线变化特征（Yue et al., 2021, Remote Sens.）。
冰川保护试验。2020年，天山冰川站获批国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“赛事用雪保障关键技术研究与应用示范”，该项目围绕造雪、储雪和保雪关键技术开展试验研究（Wang et al., 2021, Adv. Clim. Chang. Res.），目前已获得发明专利5项、实用新型专利2项和软件著作权1项。近期将该技术用于冰川保护，并在乌鲁木齐河源1号冰川、木斯岛冰川和四川达古冰川等推广应用，取得了良好效果。在木斯岛冰川开展的观测试验发现，人工降雪能够有效提高冰川表面反照率，减少冰川物质亏损（Wang et al., 2020, Cryosphere）（图4）。
雪冰化学。冰芯定年是冰芯研究的重点和难点，近期研究发现日本福岛核事故放射性物质可以沉降到冰川表面，并在冰川中形成了稳定记录，成为冰芯定年的重要参照层（Wang et al., 2020, Environ. Res. Lett.）。此外，天山冰川站雪冰化学研究团队近期还对干旱区城市空气污染特征、来源和成因开展了深入研究，并取得高水平成果。
冰川和生态系统脆弱性。冰川及其变化的脆弱性研究是制定应对冰川变化措施的关键。近期研究构建了涵盖自然地理、人口、社会经济等因素的冰川脆弱性框架，评估了中国天山和祁连山的冰川变化脆弱性（图5）。以此为基础，揭示了我国西北干旱区生态脆弱性时空变化特征（Cai et al., 2021, J. Geogr. Sci., Ecol. Indic.）。
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图1 乌鲁木齐河源1号冰川不同深度的冰川温度模拟
图2 1964-2017年祁连山中段十一冰川物质平衡重建
图3 克拉亚伊拉克冰川跃动区运动速度变化
图4 阿勒泰地区木斯岛冰川减缓冰川消融试验效果
图5 天山冰川变化的脆弱性空间分布
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