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冰川变化研究是极地冰冻圈科学的主要研究内容之一,也是目前国内外气候环境变化研究的热点内容之一。Svalbard地区大部分冰川面积较小(<5km2),亚极地型或多热型冰川居多,冰川物质平衡对气候变化十分敏感,是北极对气候变化响应最迅速的地区之一。Svalbard地区冰川的积累和消融影响着全球海平面的变化以及该地区河流水文状况和峡湾的淡水流量。因此,该地区成为国际上进行冰川物质平衡观测的重点地域,也是全球气候环境变化的理想监测场所,对该地区冰川变化的研究有利于正确认知冰川响应全球气候变化的机理及气候变化的总趋势。本文以北极Svalbard地区15条冰川物质平衡、平衡线高度数据为基础,讨论了该地区冰川物质平衡变化、平衡线高度时空分布和有效物质平衡梯度的时空变化特征。此外,文中还对高亚洲、阿尔卑斯山冰川物质平衡变化和平衡线高度时空分布特征进行分析,并与Svalbard地区的冰川变化进行对比研究,以期在更大的区域范围内认识冰川对不同区域气候环境的响应机理,为中国生态环境的可持续发展提供决策依据。 研究结果如下: (1)Svalbard地区近年来有较长时间序列(7a以上)的各冰川自有观测记录以来,除Hansbreen冰川外,其它几条冰川物质平衡都趋向负平衡。各冰川(有10a以上物质平衡序列)在2000s负物质平衡值较大。夏平衡是年平衡变化的主要驱动因素。 (2)Svalbard地区冰川有效物质平衡梯度在空间上:随着纬度的升高,有效物质平衡梯度减小;随着海拔高度的升高,有效物质平衡梯度减小。在时间上:较低纬度地区的冰川有效物质平衡梯度呈减小趋势,较高纬度地区的冰川有效物质平衡梯度呈增大趋势。 (3)北极Svalbard地区和高亚洲冰川物质平衡年振幅较低且年际变化较小,相反,阿尔卑斯山冰川物质平衡年振幅较高且年际变化较大。Svalbard地区冰川物质平衡趋向正平衡,阿尔卑斯山和高亚洲冰川物质平衡趋向负平衡。北极Svalbard、高亚洲和阿尔卑斯山区冰川近48年来均呈加速消融态势。高亚洲和Svalbard地区冰川消融速率变化趋势相似,消融较快的时段均是在1970s初至1980s中期,阿尔卑斯山冰川自1980s初至今消融速率远大于高亚洲和Svalbard地区。 (4)在空间上:Svalbard地区冰川平衡线高度呈随纬度升高,平衡线高度升高,由沿海向内陆,随海拔高度的升高,平衡线高度升高的总趋势;高亚洲冰川随着纬度的升高,平衡线高度降低,自东向西,距离海洋由近及远,平衡线高度升高,自青藏高原周边地区向高原内部,平衡线高度呈升高趋势;阿尔卑斯山在12~14°E之间的几条冰川平衡线高度均在3075m以下,7~12°E之间的冰川平衡线高度波及最高和最低范围,没有明显的分布规律。在时间上:Svalbard地区较长时间序列冰川(7a以上)自有观测记录以来,Hansbreen冰川平衡线高度是下降的,其他几条冰川平衡线高度均是升高的,冰川平衡线高度在2000s出现了1970~2009年间的最高值;高亚洲定位监测冰川在近50多年来平衡线高度呈现出不同程度的升高趋势。1962~2008年间,七一冰川平衡线高度升高速度最快,乌源1号冰川升高速度最为缓慢;阿尔卑斯山近60多年来冰川平衡线高度均呈升高趋势,1967~2011年间,平衡线高度升高幅度最大的是位于阿尔卑斯山西部的Gries冰川,升高了约496m。1968~2012年间,三个地区12条冰川中,阿尔卑斯山冰川平衡线高度升高幅度最大,依次是高亚洲阿尔泰山Maliy Aktru冰川,高亚洲天山东段乌源1号冰川,北极Svalbard地区Austre Broeggerbreen和Midtre Lovenbreen冰川,升高幅度最小的是高亚洲天山西段Ts.Tuyuksuyskiy冰川。