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

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。