冰川消融

冰川消融

冰川消融 由凍的融化和蒸發引起冰川消耗的現象,它是冰川物質消耗的主要方式。太陽直接輻射和近地層大氣湍流交換是引起冰川消融的主要熱源,冰面性質、冰川所在高度和坡向以及天氣狀況對消融也有影響。消融主要發生在夏季和白天,因而,具有日、季和年的變化。其數量取決于冰川所在緯度(溫度)和冰面污染程度。冰川消融的方式有冰面消融、冰內消融和冰下消融,而以冰面消融為主。研究冰川消融是分析、預測冰川進退的重要途徑,是山區公路與橋梁設計的依據,是了解河流補給狀況,開發利用冰川資源的基礎。

  • 中文名稱
    冰川消融
  • 方    式
    冰面消融、冰內消融和冰下消融
  • 研    究
    分析、預測冰川進退的重要途徑
  • 現    象
    由凍的融化和蒸發引起冰川消耗

簡介

冰川活動對地表岩石和地形的破壞和建造作用的總稱。包括冰蝕作用、搬運作用和沉積作用。冰川地質作用在極地、高緯度和高山寒冷地區佔顯著地位。

冰川消融冰川消融

作用

基本簡介

冰川活動破壞組成冰床的岩石和地形的作用,又稱刨蝕作用。冰蝕包括掘蝕和磨蝕兩種作用方式,而幾乎沒有溶蝕作用。冰床附近的冰體因受擠壓,融點降低融化成.水,滲入下伏冰床的裂隙或孔隙中,水體因壓力降低而凍結。隨冰體和融水的反復融化和凍結,它們的體積反復收縮和膨脹,致使組成冰床的基岩或土體發生崩解。崩解的碎屑(包括原來的碎屑)又會被再凍結,並入冰川中,並隨冰川遷移。以後新鮮冰床繼續重復遭受上述作用,不斷加深拓寬,這種作用稱為掘蝕。發育于降水量充沛的海洋性氣候下的溫冰川(海洋性冰川)和發育于降水量小的大陸性氣候下的冷冰川(大陸性冰川),掘蝕作用的強度有明顯差異。前者的溫度以接近融點為特點,其底部融水充沛,掘蝕作用特別強烈;後者的溫度以低于融點為特點,其底部融水貧乏,掘蝕作用極弱。

冰川消融冰川消融

此外,冰川在運動途中,因自身產生的強大擠壓力,所挾帶的岩屑對冰床進行研磨,使基岩床面和岩屑都遭受磨損,這種作用稱為磨蝕。因溫冰川的掘蝕作用比冷冰川強烈,其底部挾帶的岩屑較多,此外,它可沿冰床滑動,所以溫冰川的磨蝕作用比冷冰川強烈。冰蝕作用可以塑造出一系列特殊地貌。在山岳冰川地區最常見的冰蝕地貌有:橫剖面呈U型的冰川谷,狀如圍椅的冰鬥,金字塔形的角峰,山脊薄如刀刃的刃脊,光滑平整並具有多組刻痕的冰溜面,以及狀似伏于地面的羊背的羊背石等。

冰蝕作用

冰川搬運作用 冰川在運動過程中把它攜帶的碎屑物轉移到他處。冰川搬運的物質稱為冰運物。冰川除含有大量由冰蝕作用產生的各種粒級的碎屑物外,還接收了來自兩側谷坡由冰凍風化和斜坡重力作用產生的碎屑物。溫冰川中碎屑物的含量大大超過冷冰川。即使是冷冰川,碎屑物含量也可達60%。這些碎屑物主要分布在冰川的底部及其兩側,其內部和表層也有碎屑物分布。

冰川搬運能力很大,可將粒徑10~20米以上的巨大岩塊搬走。粒徑大于1米的岩塊稱為冰川漂礫。冰川的搬運作用包括載運和推運兩種方式。冰川運動時,冰川內部和表面的碎屑物都會隨冰川遷移,猶如傳送帶傳送物體,這種搬運方式叫載運。載運是冰川搬運作用的主要方式。冰川載運物的移動路線是由冰川冰質點的運動軌跡決定的。由于冰床是不平整的斜面,冰川冰質點的運動軌跡隨冰床形態的變化而變化。在冰床凸出部位,冰體受引張應力,上覆冰層對下伏冰層沿兩者間傾斜介面向下滑動;而在床面凹陷部位,冰層受擠壓應力,上覆冰層對下伏冰層沿兩者間傾斜介面朝上逆沖。因此位于冰川底部的碎屑物也可以上升到冰面上。此外,冰川冰質點的運動軌跡在平面上可以作側向散射,散射角一般為2°~10°,最大達20°~60°。推運是冰川前端以巨大的推力將冰川前端地面上岩屑向前推進,這種搬運方式隻發生在冰川前端位置前進的條件下。由于冰川是固態物質,冰運物相對位置在搬運途中很少變化,因此冰川搬運作用不具按大小、比重的分選現象。

冰川沉積作用

由冰川直接堆積的沉積物稱為冰磧,具有不顯層理、碎屑大小混雜、磨圓度差等特點。冰磧常構成一系列堤形地貌。沉積在冰川兩側谷坡上的冰磧(堤)叫側磧(堤)。組成側磧的冰磧主要由融墜產生。有些地區谷坡不同高度上存在多道側磧(堤),反映它們或是同一冰期不同融化階段的產物,或是不同冰期的產物。沉積在冰舌前端的冰磧(堤)稱終磧(堤),又稱前磧(堤)或尾磧(堤)。它是冰川處于暫時穩定時期,冰川前端的補給量與消融量達到平衡的條件下沉積的。有些地區存在多個終磧(堤),同樣反映它們可以是同一冰期,也可以是不同冰期的產物。終磧(堤)的位置和大小可以指示冰川前端曾經停滯的位置和持續的時間。側磧(堤)末端常與某個終磧(堤)相連,則證明它們它是同一次冰川融化階段的產物。此外,它冰川前端向前推進過程中可能形成新的終磧,即由推進堆積的產物覆蓋于老的終磧之上;也可能破壞老的終磧。沉積在冰床底部的冰磧稱底磧(又稱下磧)。它是停積作用產生的。冰川融化後,原來分布在冰川表面和內部的冰磧物墜落到原先形成的底磧之上,全稱基磧。冰水沉積作用 冰川融水(冰水)產生的沉積作用。在冰川表面、底部和兩側都有冰水溪流。當冰川處于後退階段,冰水更為發育。冰水沉積分2類:①冰川接觸沉積(也稱冰界沉積),指冰川區內或緊鄰地區,冰水與冰川共存、緊密接觸,冰水沉積物與冰磧物相互混雜、交叉重疊的一種冰水沉積。這種沉積物還經常受到冰流攪動或發生崩塌變形。冰川接觸沉積物常構成丘狀冰礫阜、平台狀的冰阜階地、圓坑狀的鍋穴、長堤狀的蛇形丘等各種地貌。②冰前沉積,是冰水流出冰川以後在冰川外圍的冰水沉積。包括冰水河流沉積和冰湖沉積。冰水河流沉積常形成由沙、礫石構成的扇形體,稱為冰水扇。若幹冰水扇聯合而成波狀起伏的傾斜平原,稱冰水沖積平原(又叫外沖平原)。冰湖沉積包括三角洲沉積、湖濱沉積和湖底沉積。冰湖底部沉積是冰湖沉積的典型代表。它具有清晰的韻律層理,由夏季沉積的淺色粗粒(細沙、粉沙)層和冬季沉積的深色細粒(亞粘土、粘土)層互層組成,通常稱紋泥或季候泥。

冰川好處

影響

⑴ 地球是個有水的星球,同時又有著適宜的溫度,水可以在液態、氣態和固態之間進行迴圈。固態的水主要以冰川的形式出現在地球上。而冰川與地球環境的變遷又有著密切的關系,影響著氣候,也影響著生命的存在。

江河之源

⑵ 地球上絕大部分的淡水,以凍的形式儲存在南北兩極和一些高海拔的山地上,這是地球上的固體水庫。這種水庫的運行受到地球氣候變化的影響,同時它也反過來影響著周圍的環境。而發育在中緯度地區的山地冰川又象是一座座水塔,哺育著眾多的大江大河,冰川--從某種意義上來說就是江河之源。

冰芯

⑶在全球氣候不斷變暖的今天,人類迫切需要了解較長時間以來地球氣候變化的規律。而冰川作為固體水庫,它厚達數十米乃至數千米的冰層記錄了長時間的氣候變化。人類通過對冰芯的研究,可以精確地了解過去70萬年以來地球上的氣候信息。冰芯,被稱做是記錄氣候變化的指針。

目前狀況

全世界的冰川總面積大約為1500萬平方公裏,中國大約6萬平方公裏,這些冰川與人類活動關系密切,其進退變化與生活在山地周圍的人類關系更加密切。

從20世紀80年代開始,全球變暖趨勢加快,冰川的融化也在加快。據觀測資料顯示,中國有近5萬條冰川,其中的80%都在退縮,科學家預計有些小冰川退縮得越來越快,預計在十幾年或者幾十年內可能消失。

意義

重要影響

冰川變化對海平面升降有重要影響。據國際政府間氣候變化專業委員會(ipcc)最新評估報告,自末次冰期最盛期(距今約2萬年)以來,全球海平面平均上升了120米,其主要原因是北美和歐亞大陸冰蓋消亡和其他冰川大量消融,使陸地上的水體大量轉入海洋。20世紀山地冰川和冰帽的消融使海平面平均每年止升0.2毫米~0.4毫米,而格陵蘭冰蓋每年使海平面上升0毫米~0.1毫米,南極冰蓋則為每年-0.2毫米~0毫米(實際未使海平面上升)。右見,雖然山地冰川和冰帽冰儲量很小,但因消融強烈,對海平面上升的影響大于極地冰蓋。隨著全球氣候變暖,不僅山地冰川和冰帽的消融進一步加劇,極地冰蓋的消融也日漸增強。據ipcc估計,21世紀僅山地冰川和冰帽的消融,就將使海平面上升0.01米~0.23米。值得重視的是,如果氣候持續變暖,除冰川融化量增大外,冰川內部溫度升高會導致冰體流動加速,甚至可使冰川解體。這種危險對西南極冰蓋猶為突出,因為該冰蓋底下是一些島嶼而不是連貫的陸地,這種"海上冰蓋"的穩定性極差。按目前各冰川體積計算,南極冰蓋若全部融化,將會使全球海平面上升約65米。那時,人類生存的陸地還能有多大呢?

自然災害

高山冰川強烈融化還會導致一些自然災害的發生。例如,冰湖潰決、洪水、冰川土石流等,在青藏高原東南部和喜馬拉雅山等地區較為突出。歐洲阿爾卑斯山等地區冰川融水是重要的水電資源,冰川變化對能源供給影響巨大。

其他影響

冰川消融帶來的主要影響首先是,冰川融水,註入海洋,導致海平面升高,近期各大媒體也發布了海平面上升將導致全球3000多城市被淹沒的訊息,這個訊息是錯誤的,冰川絕不會全部消融,地球有其自身的反饋系統;

其次,冰川消融還會導致固體水資源的儲量減少,造成水資源短缺。這方面受影響較大的是中國的幹旱地區,比如新疆的南疆,那裏的農業和牧業主要依靠雪山融水,塔裏木河與河西走廊也主要取決于冰川補給;

還有研究稱,冰川融化會釋放病毒,給人類帶來毀滅性的災難。科研人員在從極地鑽取的冰芯中發現,其中含有古老的病毒,而且經過了幾千萬年,這些病毒居然還是活的。他們認為,極地冰川是古老病毒的最大庫存地,一旦冰川全部融化,這些病毒就可能會釋放出來,給人類製造一場空前的大災難。

另外,冰川融化對旅遊業也會帶來重大影響,一些以雪山冰川著稱的景點有可能瀕臨消失。如中國的玉龍雪山冰川等維度比較低的冰川,將會首當其沖受到氣候變暖的威脅。

抑製消融

冰川物質平衡中的支出部分,亦即冰川物質的損耗過程。在溫帶冰川區,冰川物質支出以冰面融化為主;在極地冰蓋與冰川以及少數溫帶山地大冰川末端以崩裂、蒸發等為主;還有一些溫帶冰川存在冰下和冰內融化。無論是冷季補給型冰川還是暖季補給型冰川,其消融都集中于夏半年。冰川融水徑流包括冰川水、粒雪和冰川表面積雪融水匯入冰川末端河道形成的徑流,是高寒山區河流的重要水源。

冰川消融冰川消融

用人工方法加速或抑製冰體消融的措施稱為冰川消融的人工調節,人工加速消融的方法分物理和化學方法。物理方法是在冰雪面上撒布各種黑色細粒物質使冰雪黑化,降低反射率,加速其消融。化學方法是把能降低冰雪融點和釋放熱量的各種化學製劑噴撒在冰雪面上促其融化。抑製消融是採用各種方法減弱太陽輻射和減少冰川面對熱量的吸收。

延緩問題

政府間氣候變化問題研究小組在一份報告中還預測,喜馬拉雅山上的很多冰川在2035年以前會全部融化消失。據有關專家介紹,冰川的變化主要受氣溫和降水量影響。氣候變暖會促進消融,但降水量的增加卻在一定程度上造成冰川增大。這種影響的評估目前正在研究之中。

冰川消融是一個長期而復雜的課題,地球的氣候和環境變化本身又是波動的,科學界對冰川消融的研究仍在進行中,還無法下定論。

作用方式

(圖)冰川消融(圖)冰川消融

冰蝕作用

(圖)冰川搬運作用(圖)冰川搬運作用

冰川搬運作用

冰川搬運能力很大,可將粒徑10~20米以上的巨大岩塊搬走。粒徑大于1米的岩塊稱為冰川漂礫。冰川的搬運作用包括載運和推運兩種方式。冰川運動時,冰川內部和表面的碎屑物都會隨冰川遷移,猶如傳送帶傳送物體,這種搬運方式叫載運。載運是冰川搬運作用的主要方式。冰川載運物的移動路線是由冰川冰質點的運動軌跡決定的。由于冰床是不平整的斜面,冰川冰質點的運動軌跡隨冰床形態的變化而變化。在冰床凸出部位,冰體受引張應力,上覆冰層對下伏冰層沿兩者間傾斜介面向下滑動;而在床面凹陷部位,冰層受擠壓應力,上覆冰層對下伏冰層沿兩者間傾斜介面朝上逆沖。因此位于冰川底部的碎屑物也可以上升到冰面上。此外,冰川冰質點的運動軌跡在平面上可以作側向散射,散射角一般為2°~10°,最大達20°~60°。推運是冰川前端以巨大的推力將冰川前端地面上岩屑向前推進,這種搬運方式隻發生在冰川前端位置前進的條件下。由于冰川是固態物質,冰運物相對位置在搬運途中很少變化,因此冰川搬運作用不具按大小、比重的分選現象。

冰川沉積作用

包括融墜、推進和停積等 3種方式。融墜是指由于冰川表層或邊緣部分消融,從其中散落的碎屑物就地進行堆積的一種沉積方式。當冰川前端位置向前推移時,它會象推土機那樣把鏟刮的物質堆積起來,這種沉積方式稱為推進。此外,若冰川在運動途中遇到障礙物,受擠壓,融點降低而融化,散布其中的碎屑物就地堆積,這種沉積方式稱為停積。

(圖)冰川消融(圖)冰川消融

季候泥。]

面臨狀況

全世界的冰川總面積大約為1500萬平方公裏,中國大約6萬平方公裏,這些冰川與人類活動關系密切,其進退變化與生活在山地周圍的人類關系更加密切。

從20世紀80年代開始,全球變暖趨勢加快,冰川的融化也在加快。據觀測資料顯示,中國有近5萬條冰川,其中的80%都在退縮,科學家預計有些小冰川退縮得越來越快,預計在十幾年或者幾十年內可能消失。

小冰川一般是指面積在2平方公裏以下、長度也在2公裏以下的冰川。玉龍雪山的冰川就比較小,可能會在30年內消失。但有些大冰川不會消融得那麽快,中國最大的冰川有40公裏長。山地冰川中較大的也不可能在幾十年、甚至一百年中消失。

變化意義

(圖)冰川消融(圖)冰川消融

冰川變化對全球地表熱量平衡、大氣環流和海洋洋流也有重要影響。由于冰雪對太陽輻射有強烈的反射效應,冰川面積大規模變化會引起地表輻射和熱量失衡,從而導致大氣環流的改變。極地冰蓋大量融化產生的冷水註入海洋將使原來洋流格局發生變化,以致于改變海洋和大氣的相互作用狀態,進而影響全球氣候。

高山冰川強烈融化還會導致一些自然災害的發生。例如,冰湖潰決、洪水、冰川土石流等,在青藏高原東南部和喜馬拉雅山等地區較為突出。歐洲阿爾卑斯山等地區冰川融水是重要的水電資源,冰川變化對能源供給影響巨大。

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