冰川状态分析-水文学概论

冰川上各种相态水的收入和支出之间的关系，称为冰川的物质平衡，冰川水体的收入，也就是冰川的积累，冰川水体的支出，主要指其通过消融形式脱离冰川。冰川的积累与消融是冰川参与水循环过程的两个主要环节，冰川积累与消融的平衡状态直接反映了冰川地区的气候变化，影响着冰川的运动，更决定了冰川动态，即是处于增长（即冰川前进）、稳定、还是消减（即冰川的后退）状态。

1.冰川的积累与消融

冰川积累主要来自粒雪盆的降雪；其次为周围山坡峰岭上的风吹雪和雪崩。此外，少量来自表面水汽的凝结和冻结在雪内的雨水。冰川消融主要是指在太阳辐射、暖湿气流及其他有关热源的作用下，冰川发生融化或蒸发。因此，决定冰川积累的因素是冰川区的降水量，影响冰川消融的因素是冰川区的温度，反映冰川消融量的标志是冰川径流。冰川积累的年内变化可分冷季补给型和暖季补给型两类。欧洲的阿尔卑斯山和北美洲的阿拉斯加地区，冬季多降雪，故属冷季补给型，那里冷季以积累为主，暖季以消融为主。我国多数冰川受季风和内陆夏季热对流的影响，冬季虽然温度低，但降水量很少，故冷季积累微弱，而夏季降水量可占全年的60%～80%，故我国冰川多属暖季补给型，夏季既是主要的积累期，又是主要的消融期。

冰川区内积累和消融的空间分布与海陆高度、冰川朝向、坡度等有密切的关系。同一冰川，年最大累积区分布在粒雪盆后壁的中下部，海拔较高的背阳缓坡处也较多，陡峭的山顶则很少积累。而消融强度最大的出现在冰舌末端。此外，朝阳南坡的冰川分别比东、西坡大9.4%和26.8%，北坡消融最弱，世界各地的冰川，由于其规律不一，所处地理环境不同，故消融强度也各不相同。极地冰盖每年消融水深仅20～80cm，格陵兰平均为100cm/a，中纬度地区如天山冰川冰舌最大消融水深为2cm/a，阿尔卑斯冰川为3cm/a，西藏阿扎冰川为8cm/a，巴托拉冰川由于冰川面积大，流程长，冰舌下伸低，已伸至海拔2500m左右的干旱高温的半荒漠地区，因此年消融水深可达18.4cm/a。其消融期长达315天。

冰川的消融，是在它的一些部位同时或先后发生的。气温一旦上升，冰川的冰面、冰内孔道和空穴以及冰体和山体岩床接触的部位等，都发生消融现象。冰川底部与岩床接触处的消融量很小，每年只占整个冰川消融量的约2%。冰内消融量一般略而不计。

冰川的融水量，随着气温的不同而变化，有季节性变化和昼夜变化等。在我国西北高山冰川区，每年5月下旬开始，冰川消融，即有微量的径流产生。6月以后，随着气温的上升，冰川消融逐渐强烈，融水径流不断增大。6月至8月，是冰川融化最强烈时期。大量冰川融水，从冰川末端排泄出来，汇流入山下的河流中。9月以后，冰川区开始进入冷季，冰川消融逐渐减弱，乃至停止。大陆型冰川一般到此时即断流，但海洋型冰川因气温变化较温和，冰内和冰下仍有轻微的消融，产生微量融水。因此，海洋型冰川一般全年都不断流，只是融水量明显减少而已。冰川融水量在每天二十四小时内，特别是在暖季，随着气温的升降有明显的日变化。一般冰川的最大融水量，出现在每日中午以后。

2.冰川物质平衡

冰川年总积累与总消融的差额，也就是冰川物质平衡的差额，如果为负值，则冰川退缩和减薄，正值则冰川前进和增厚。由于降水和气温的年际变化，常导致冰川物质平衡的多年变化。

以我国资料系列最长的乌鲁木齐河源1号冰川为例，自1959—1986年的28年中，多数年份该冰川出现负平衡状态，从多年总和看，负平衡值大于正平衡值，特别是1977年以来，除1982—1983年出现弱的正平衡外，其他年份均为负平衡，从而导致该冰川在1962—1980年主流线长度缩短80m，冰川面积减少0.11km2。这主要是由于气温上升及降水减少所致。(www.xing528.com)

3.冰川的前进与后退

根据物质平衡的概念，冰川的收支对比发生变化后，当收入大于支出时，冰川前进，反之，支出大于收入时，冰川后退。

一般说冰川类型不同，所处地理位置不同，冰川的进退变化也具有差异性。但就全球来看，在相同的时间尺度内，冰川对气候波动的响应趋势是基本相似的。近20多年来，冰川状况有着明显的改变，由20世纪60年代初期的强烈退缩向缓慢退缩乃至出现相当数量冰川转向前进的情况。由表10.5可见，这种状况以阿尔卑斯山区、中国和美国的喀斯喀特山的冰川尤为明显。

表10.5　世界中、低纬度主要冰川区冰川变化比较

注　国外资料根据Permanent Service on the Fluctuation of Glaciers of the IUGGFAGS/ICSU（1967，1973，1977）统计。

西藏高原现代冰川的进退与气候变化的模式是：长期出现高温高湿和低温低湿气候类型之后，必然孕育着冰川的大幅度前进，如17—19世纪小冰期的出现；短期的高温高湿和低温低湿的气候类型，则造成进退中的小波动—小前进；长期的高温低湿气候可以造成冰川强烈衰退；如19世纪中叶以后的冰退期。