天山乌鲁木齐河源1号冰川东支能量-物质平衡模拟研究.docx
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本文主要探讨的是天山乌鲁木齐河源1号冰川东支的能量-物质平衡模拟研究,这是冰川科学研究中的一个重要领域。冰川作为地球冰冻圈的一部分,对于气候变化具有高度敏感性,并能通过影响海平面、淡水资源、生态环境等多个方面对全球产生深远影响。随着全球气候变暖,冰川消融加剧,例如,近50年来,天山山脉的冰川面积已经减少了18%,冰川的消退对区域环境和水资源产生了重大影响。 冰川物质平衡是衡量冰川积累和消融的关键指标,主要受控于能量收支。传统的监测方法,如花杆/雪坑法,由于高海拔和陡峭地形的限制,操作起来既费时又费力。因此,研究人员开始采用数字高程模型(DEM)的差值来估算物质平衡,这使得大尺度、长时间序列的冰川物质平衡评估成为可能。然而,这种方法在理解冰川变化的物理机制和气候变化响应上仍有限制。 冰川物质平衡的模拟模型分为两类:半经验模型和基于能量平衡的模型。前者,如线性回归模型和度日因子模型,通过建立冰川物质平衡与气象指标之间的关系进行预测。后者,如分布式能量-物质平衡模型和表层能量-物质平衡模型,更深入地描述了冰川物理过程,考虑了地形、辐射、反照率等因素。COSIMA模型,由德国柏林洪堡大学开发,不仅考虑了冰川表面,还包括了雪层的物质和能量交换,实现了对整个冰川的小时尺度物质平衡模拟。 乌鲁木齐河源1号冰川东支是本次研究的对象,这里受到西风急流、西伯利亚反气旋环流和西风环流气旋扰动的气候影响。研究使用2018年消融期的冰面气象站和物质平衡数据,借助COSIMA模型进行能量-物质平衡模拟,以期揭示冰川消融机理,预测气候变化下的水资源和生态环境变化,并为保护冰川提供科学依据。该地区的冰川在过去50年中经历了显著变化,末端位置和面积的变化率分别达到了4.2 m/a和0.006 km2/a,且主要消融期在5月至8月。
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